2019年高考物理 经典问题的妙解策略 专题11 交流电.

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1、专题11交流电考点分类：考点分类见下表考点内容考点分析与常见题型三种特殊的变压器选择题交变电流瞬时表达式的书写问题选择题、计算题把握三点,解决含二极管的变压器问题选择题交变电流“四值”选择题考点一　三种特殊的变压器模型一：自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器(又称调压器)，它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用，如图所示．模型二：互感器分为电压互感器和电流互感器，比较如下：模型三：双副线圈变压器计算具有两个(或两

2、个以上)副线圈的变压器问题时，应注意三个关系：(1)电压关系：＝＝＝……(2)电流关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋……(3)功率关系：P1＝P2＋P3＋……考点二交变电流瞬时表达式的书写问题【书写交变电流瞬时值表达式的基本思路】1.确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式Em＝nBSω求出相应峰值.2.明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式.①若线圈从中性面位置开始转动，则it图象为正弦函数图象，函数式为i＝Imsinωt.②若线圈从垂直中性面位置开始转动，则it图象为余弦函数图象，函数式为i＝Imcosωt.考点三　把握三点

3、,解决含二极管的变压器问题1.二极管具有单向导电性:正向导通,反向截止.2.先假设二极管不存在,分析副线圈的电流,再利用二极管的单向导电性对副线圈的电流进行修正.3.结合能量守恒定律进行分析.考点四交变电流“四值”(1)交流电气铭牌上标示的是有效值;电表(电压表、电流表)测量的都是有效值.(2)电容器(或二极管)所能承受的电压要高于交流电压的峰值,否则电容器(或二极管)就可能被击穿.(3)交流电路中,欧姆定律、焦耳定律同样适用.功率、电热计算使用有效值.在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为E1＝BL1v⊥由图可知v⊥＝v

4、sinωt则整个线圈的感应电动势为e1＝2E1＝BL1L2ωsinωt.(2)当线圈由图丙位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电动势为e2＝BL1L2ωsin(ωt＋φ0)．◆典例二：如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：(1)感应电动势的最大值；(2)从图示位置起转过周期的时间内负载电阻R上产生的热量；(3)从图示位置起转过周期的时间内通过负载电阻R的电荷量；(4)求出

5、电流表的示数。【答案】(1)π2Bnr2；(2)；(3)；(4).【解析】(1)线圈绕轴转动时，在电路中产生如图所示的交变电流。此交变电流的最大值为Em＝BSω＝B2πn＝π2Bnr2。(4)根据电流的热效应，在一个周期内：Q＝I2RT＝·故电流表的示数为I＝。◆典例二：(多选)如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为100Ω，则(　　)A．理想电压表读数为100V　　　　B．理想电流表读数为0.75AC．电阻R消耗的电功率为

6、56W　　D．电阻R在100秒内产生的热量为5625J【参考答案】BD　1.(2016·福建厦门高三期末)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是(　　)甲　　　　　　　乙A．t＝0.01s时穿过线框的磁通量最小B．该交变电动势的有效值为11VC．该交变电动势的瞬时值表达式为e＝22cos100πt(V)D．电动势瞬时值为22V时，线框平面与中性面的夹角为45°【参考答案】D　2．(2016·山东师大附中模拟)如图所示，一交流发电机的矩形线圈匝数为n

7、＝10，其电阻r＝2Ω，面积S＝0.2m2，在磁感应强度B＝T的匀强磁场中，若线圈从中性面位置开始绕垂直于磁场方向的对称轴OO′以ω＝10πrad/s的角速度匀速转动，向R＝18Ω的电阻供电。则以下说法中正确的是(　　)A．该线圈产生的是余弦式交变电流B．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40VC．线圈开始转动s时流过电阻R的瞬时电流大小为AD．电阻R上消耗的电功率为9W【参考答案】D　【名师解析】若线圈从中性面开始运动，则穿过线圈的磁通量按照余弦规律变化，由法拉第电磁感应定律可知，其产生的感应电动势(感应电流)将按照正弦规律变化，选项A

8、错误；由于OO′为线圈的对称轴，所以线圈产生的感应电动势的最大值应为Em＝nBSω＝20V，选项B错误；线圈在转动过程中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝20si