高三物理第一轮复习—交变电流例题精选

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1、http://tbzy.k12.com.cnK12教学同步资源/人教高三物理课标/资源版主/赵海波高三物理一轮高三物理第一轮复习—交变电流例题精选1.交变电流【07考点】交变电流、正弦交变电流的图象І级要求正弦交变电流的函数表达式，峰值和有效值І级要求【知识扫描】（1）当线圈位于中性面时，磁通量φ__________；磁通量的变化率____，即感应电动势e=_______。当线圈平面平行于磁场方向时，磁通量φ=________；磁通量的变化率最大，最大值Em=_________。（2）交流电的瞬时表达式与计时起点有关；若从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式

2、为______________，若从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为_______________。（3）有效值是依据电流的热效应，反映电流产生的平均效果。对正弦交变电流有效值和峰值满足：_______。用电器铭牌上标的额定电压、额定电流、交流电表的读数以及涉及热量和热功率的都用有效值。3、电感和电容对交变电流的阻碍作用可概括为：电感是___________，电容是______________。图1-1【例题精析】例1矩形线圈abcd的边长ab=cd=40cm,bc=da=30cm,共有200匝，以300r/min的转速在磁感强度

3、为0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴OO′匀速转动,在t=0时刻处于图1-1所示位置.此线圈产生的感应电动势最大值Em=Ｖ，有效值为E＝____Ｖ，再转过°出现第一次中性面。解析线圈在匀强磁场中匀速转动，形成交变电流，感应电动势的最大值利用结论公式,得出最大感应电动势为24V，有效值为V。对中性面特征的了解要全面，即处于中性面时磁通量最大，磁通量变化率为零。容易得出结论：还需转动90度第一次出现中性面。点评注意对基本概念的理解。例2内阻不计的交流发电机产生电动势E=10sin50πt(V)，接有负载电阻R=10Ω,人教版新课标高三物理http://tb

4、zy.k12.com.cn/ChosenRes/app/list/index.php?act=list&dest=col-71资源版主：赵海波Email:zhaohaib@163.comhttp://tbzy.k12.com.cnK12教学同步资源/人教高三物理课标/资源版主/赵海波现把发电机的转速提高一倍，则A．负载两端电压的有效值将变为28.2VB．交流电的频率将变为100HzC．负载消耗的功率将变为20wD．负载消耗的功率将变为40w解析电动势最大值为10V，有效值为7.07V。当发电机的转速提高一倍,角速度增加一倍，频率也增加一倍。电动势最大值和有效值均

5、增加一倍。表达式可以写为E=20sin100πt(V)，由此可以看出提高转速后频率变为50Hz。负载消耗的功率将变为20w。故答案选择C点评抓住角速度和各物理量的关系，计算热功率必须使用有效值例3一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框，当线框转至中性面时开始计时。t1=1/60s，线框中感应电动势为50V，当t2=1/30s时，线框中感应电动势为50V，求：（1）感应电动势的最大值；（2）线框转动的角速度的大小；（3）线框中感应电动势的瞬时表达式。解析线框匀速转动时产生正弦交变电流，题目还给出了计时起点为中性面，因此正弦交变电流的瞬时值表达式为e=Em

6、sin。利用瞬时值表达式来求解：将已知条件代入得到：50=Emsin①50=Emsin②将②式化成50=Emsin=Em2sincos③得cos=所以　=ω=10πrad/s④BbcadO’ωOR图1-2将④代入①得Em=100V瞬时表达式为e=100sin10πtV点评联系正弦交变电流感应电动势的瞬时值、最大值的桥梁是感应电动势瞬时值表达式。例4匀强磁场的磁感应强度B，边长L的正方形线圈abcd共N匝,线圈电阻为r,线圈绕垂直于磁感线的轴OO’以如图1-2所示的角速度ω匀速转动,外电路电阻为R.⑴在答卷图中标出此刻线圈感应电流的方向.(2)转动过程中感应电动势

7、的最大值有多大?人教版新课标高三物理http://tbzy.k12.com.cn/ChosenRes/app/list/index.php?act=list&dest=col-71资源版主：赵海波Email:zhaohaib@163.comhttp://tbzy.k12.com.cnK12教学同步资源/人教高三物理课标/资源版主/赵海波(3)线圈平面与磁感线成60°时的感应电动势多大?(4)设发电机由柴油机带动,其他能量损失不计,线圈转一周,柴油机要做多少功?(5)从图示位置开始,线圈转过600的过程中通过电阻R的电量是多少？解析：⑴电流方向：adcba⑵由Em

8、=NBωS=NBωL2(