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1、2020版高考北京物理大一轮精准复习练习高考专题十三 交变电流挖命题【考情探究】考点考向5年考情预测热度考题示例学业水平关联考点素养要素交流电交变电流及正弦式交变电流的产生★★★正弦式交变电流的图像和三角函数的表达2017天津理综,6,6分3电动势、焦耳热科学推理最大值、瞬时值、有效值与平均值2015四川理综,4,6分3科学推理变压器、电能的输送电阻、感抗与容抗★★变压器2017北京理综,16,6分4交流电的有效值科学推理电能的输送传感器与传感器2016北京理综,21(1)3热敏电阻科学推理★★★电磁振荡、电磁波电磁振荡电磁场和
2、电磁波2016北京理综,14,6分3电磁波和机械波的传播特性科学推理电磁波谱、电磁波的应用电磁波的发射、传播和接收2018北京理综,24(2)4能量观念、模型建构、科学推理2015北京理综,20,6分3科学推理分析解读 近几年内对本专题的内容常有考查,考查集中在简单的概念和现象的理解上,难度较低。主要考查考生的理解能力、提取信息能力、应用基本概念规律分析和推理计算的能力。【真题典例】破考点【考点集训】考点一 交流电1.如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁场方向垂直的轴匀速转动产生交流电,电动势e随时间t的变化关系如图
3、乙所示,则( )A.该交流电的频率为100HzB.该交流电电动势的有效值为311VC.t=0.01s时,穿过线框的磁通量为零D.t=0.01s时,穿过线框的磁通量的变化率为零答案 D2.如图所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=100,线圈的总电阻r=10Ω,线圈位于磁感应强度B=0.050T的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向平行。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点且垂直
4、于磁场的转轴OO'以角速度ω=400rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。求:(1)线圈中感应电流的最大值;(2)线圈转动过程中电阻R的发热功率;(3)从线圈经过图示位置开始计时,经过周期通过电阻R的电荷量。答案 (1)3.0A (2)405W (3)7.5×10-3C3.电源是把其他形式能转化为电势能的装置。我们通常使用的电源有交流、直流之分。(1)法拉第发明了世界上第一台直流发电机——法拉第圆盘发电机。如图1所示为其示意图,铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中,它可以绕水平轴在竖直平面内转动。当
5、两个电刷分别位于圆盘的边缘和圆心处时,在圆盘匀速转动时产生的电流是稳定的。用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B,圆盘半径为a,圆盘匀速转动时的角速度为ω,发电机内阻为r1。求电源电动势E,并判断通过电阻R的电流方向。图1(2)如图2所示为一个小型交流发电机的原理图,n匝矩形线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,ab边、cd边分别连在两个滑环上,导体做的两个电刷分别压在滑环上。线圈ab边的边长为L1,bc边的边长为L2,总电阻为r2。线圈以恒定的角速度ω绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO'匀速转动
6、。用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。回路中其他电阻不计。请你说明发电机线圈平面转至何位置时感应电动势具有最大值Em,并推导此最大值的表达式。图2(3)若已知L1=2a,L2=a,求上述两个发电机分别为电阻R供电时,电阻R消耗的电功率之比。答案 (1)圆盘产生的电动势为E=Ba=ωaE=Bωa2根据右手定则可以判断:流过电阻R的电流方向为从c到d。(2)当线圈平面转至与磁场方向平行位置(图示位置)时,线圈中的感应电动势最大设此时ab、cd边的线速度大小为v,则单匝线圈时ab边产生的感应电动势为E1=BL1vcd边产生的感应电动
7、势为E2=BL1vn匝线圈产生的总感应电动势为Em=n(E1+E2)=2nBL1v由于v=ωr=ω有Em=2nBL1ω·=nBL1L2ω(3)第一个发电机为电阻供电时:U1=E=第二个发电机为电阻供电时:U2=·Em===其他方法正确同样给分考点二 变压器、电能的输送4.为研究电阻、电容和电感对交变电流的影响,李老师设计了一个演示实验,装置如图所示。两个电路的电源为完全相同的交流电源。a、b、c、d、e、f为6只完全相同的小灯泡,a、b各串联一个电阻,c、d各串联一个电容器,e、f各串联一个相同铁芯匝数不同的线圈。电阻、电容、线
8、圈匝数的值如图所示。老师进行演示时,接通交流电源,进行正确的操作。下列对实验现象的描述及分析正确的是( )A.a、b灯相比,a灯更亮,说明串联电阻不同,对交流电的阻碍作用不同B.c、d灯均不发光,说明电容器对交流电产生阻隔作用C.c、d灯均能发光,但c灯更亮,
