高考物理 专题集锦（二）交变电流复习要点讲解

“讲忠诚、严纪律、立政德”三者相互贯通、相互联系。忠诚是共产党人的底色，纪律是不能触碰的底线，政德是必须修炼的素养。永葆底色、不碰底线交变电流复习要点讲解交变电流章节中相关内容在新课标高考中,几乎年年必现,首选内容为变压器,其次为交变电流的产生及四值问题,总体难度不大,所以复习时要打实基础,确保考试少失分。一、交流电的产生及图象【例1】(2016 成都市第七中学、嘉祥外国语学校第二次模拟）图1甲为一台小型发电机构造示意图，内阻r= 5.0,外电路电阻R=95，电路中其余电阻不计。发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100。转动过程中穿过每匝线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化，如图1乙所示，则（ ）A.t=3.1410-2s时，该小型发电机的电动势为零B.该小型发电机的电动势的最大值为200 VC.电路中电流最大值为2 AD.串联在外电路中的交流电流表的读数为2 A 【解析】t=3.1410-2s时，磁通量的变化率最大，该小型发电机的电动势有最大值，故A项错误;从-t图线可以看出，max = l.010-2Wb, =2/T,感应电动势的最大值Emax=nmax=200 V，故B项正确;电路中电流最大值.故C项正确;交流电流表读数是交变电流的有效值，即，故D项错误。72【答案】BC【要点】交流发电机两个特殊位置的特点：线圈平面与中性面重合时，SB，最大，电流方向将发生改变。线圈平面与中性面垂直时，S/B，,电流方向不改变。特别提醒:只要平面线圈在勻强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，就产生正弦式交流电，其变化规律与线圈的形状、与转动轴处于线圈平面内哪个位置都无关。线圈转动一周，两次经过中性面，所以一个周期内电 流方向改变两次。二、交流电的四值问题【例2】如图2所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r,外电路的电阻为R,ab 的中点和cd的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度绕轴匀速转动，则以下判断正确的是（ )A.图示位置线圈中的感应电动势最大，为B.闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为C.线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻尺的电荷量为D.线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为【解析】图示位置线圈中的感应电动势最小，为零，A项 错误;若线圈从图示位置开始计时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为，B项正确;线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻尺的电荷量为，C项错误;线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为,D选项正确。【答案】BD【要点】(1)瞬时值常对应于通有交变电流的导体所受的安培力、霓虹灯的点亮等瞬间问题;平均值常与通过导体 的电荷量，以及变化的感应电流受到的安培力的冲量对应；有效值常与交变电流通过导体产生的热量、电功、电功率， 确定保险丝的熔断电流等对应;最大值常与电容器的耐压值对应。（2）正弦式交变电流最大值与有效值的关系：，对于非正弦交变电流的有效值以上关系不 成立，应根据定义来求。(3)计算有效值时，要紧扣电流通过电阻生热（或热功率)进行计算。注意“三同”，即“相同电阻”“相同时间”内产 生“相同热量”。计算时“相同时间”要取周期的整数倍，一般取一个周期。三、变压器的定量运算【例3】(2016 新课标I )含有理想变压器的电路如图 3所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3、l和4，理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I,当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为（ ）A. 2B. 3C. 4D. 5【解析】开关断开时，原、副线圈的电流比;通过R2的电流，副线圈的输出电压 ，由可得原线圈两端的电压则开关闭合时，原、副线圈的电流比，通过R2的电流，副线圈的输出电压由可得原线圈两端的电压解得 B项正确。【答案】B【点评】若变压器原线圈与电源直接相连，可采用大家熟知的计算，若原线圈通过电阻与电源相连，可以用闭合电路欧姆定律解决电源、电阻和原线圈的关 系，若副线圈中有二极管等，利用能量守恒定律将原副线圈 联系起来。四、变压器的动态变化【例4】(2016 天津高考）如图4所示，理想变压器原线 圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正 确的是（ ）图4A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1 示数变大D.若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大【解析】滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接人电路的阻值变大，总电阻也变大，而副线圈两端的电压没有变化，所以干路中的电流减小，R1消耗的功率变小，A项错误;干路中的电流变小，R1两端的电压变小，并联电路的电压变大，即电压表V示数变大，B项正确；由于变压器副线圈干路中的电流变小，所以原线圈中的电流变小， 即电流表A1的示数变小，C项错误;闭合开关S后，并联电路的阻值变小，总电阻也变小，干路中的电流变大，R1两端的电压变大，并联电路的电压变小，通过R2的电流变小，即电流表A2示数变小，因变压器的功率变大，故电流表A1示数变大，D项错误。【答案】B【点评】交流电路中的动态变化问题判断思路也是层层推进的，判断时要领悟三个制约，即电压制约（“原制约副”）、电流制约(“副制约原”）、负载制约(“副制约原”）。从副线圈回路中的各个用电器物理量的变化来分析，可以将恒定电流中动态变化的判断方法嫁接过来。五、远距离输电问题【例5】(2016 牡丹江一中期末考试）图5甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线 圈匝数比为1:100,其输人电压如图5乙所示，远距离输电 线的总电阻为100。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小。电压表V 显示加在报轡器上的电压(报警器未画出）。未出现火警时, 升压变压器的输入功率为750 kW。下列说法中正确的有（ ）A.降压变压器副线圈输出的交流电频率为50HzB.远距离输电线路损耗功率为180KWC.当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大D. 当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大【解析】由图乙知交流电的周期为0.02s，所以频率为50Hz，A项正确；由图乙知升压变压器输人端电压有效为250V，根据电压与匝数成正比知电压为2500V，所以输电线中电流为I=P/U=30A,输电线上电压下降,输电线路损耗功率为,B项错误；当传感器R2所在处出现火警时其阻值减小，副线圈中电流增大，定值电阻的分压增大,所以 电压表V的示数变小，C项错误；副线圈电流增大，根据