（状元课堂）高三物理 （考点透视+典例精析+常见误区+基础演练+实验+综合能力测试）模块十三 第一节 交变电流产生的规律 新人教版.doc

模块三 交变电流电磁场和电磁波【知识网络】产生：线圈在运长磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动峰值 em=nbs瞬时值表达式：e=esint 变化规律律 有效值：e= e=em/原理：电磁感应远距离输电：为了减少输电导线上的功率损失和电压损失，当输送功率一定时，通过提高输电电压减少输电电流，以达到减少功率损失的目的电压与匝数的关系： 理想变压器 生 生 生生 电流与匝数的关系：只有一个副线圈：有多个副线圈：u1i1=u2i2+u3i3。电磁振荡交流电电磁振荡电磁波麦克斯韦电磁理论波速：v=l f特点：无线电波的发射和接受 交流电应用：电视、雷达第一节 交变电流的产生和规律【考点透视】一、考纲指要交流发电机及其产生正弦电流的原理。（） 正弦交流电的图像和三角函数表达。（） 最大值与有效值，周期与频率。（）电容、电感、电阻对交变电流的影响。（i） 二、命题落点1理解交流电的产生。如例1。2交流电的图像，最大值、有效值综合应用。如例2。3交流电平均值、有效值的区别。如例3【典例精析】例1：交流发电机的转子由bs的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1v，那么当线圈转过30时交流电压的瞬时值为v。解析：电压表的示数为交流电压的有效值，由此可知最大值为um=u=20v。而转过30时刻的瞬时值为u=umcos30=17.3v。例2：通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值i。解析：该交流周期为t=0.3s，前t1=0.2s为恒定电流i1=3a，后t2=0.1s为恒定电流i2= -6a，因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为i，根据定义有：i 2rt=i12rt1+ i22rt2 带入数据计算得：i=3a 图1311例3：交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为s，匀强磁场的磁感应强度为b，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为r，外电路电阻为r。当线圈由图中实线位置匀速转动90到达虚线位置过程中，求：通过r的电荷量q为多少？r上产生电热qr为多少？外力做的功w为多少？解析：按照电流的定义i=q/t，计算电荷量q应该用电流的平均值：即，这里电流和电动势都必须要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值。求电热应该用有效值，先求总电热q，再按照内外电阻之比求r上产生的电热qr。，。这里的电流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值。根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。因此w=q 。一定要学会用能量转化和守恒定律来分析功和能。【常见误区】1对交流电的产生理解不透，中性面的特点记不清，错误认为磁通量最大，变化率也最大，电动势也最大。2交流电的有效值、瞬时值、最大值、平均值，模糊不清，以至于在平时做题中经常出错。明确有效值是利用交流电的热效应定义的，倍的关系只使用于正弦交流电，其他类型的交流电，应按照定义推导。平均值用于解决在一段时间内通过某导体横截面的电量。电路中，电器元件（电容器）的击穿电压维交流电的最大值，但保险丝的熔断电流为有效值。图1312【基础演练】1如图1312所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕oo轴匀速旋转，产生感应电动势最小的位置是 （ ）. a.线圈平面与磁力线平行 b.线圈平面与磁力线成45角 c.线圈平面与磁力线成60角 d.线圈平面与磁力线垂直 2一个电热器接在10v的直流电源上，具有一定的热功率.把它改接在交流电源上要使其热功率为原来的一半，则交流电源电压的最大值应为（ ） a.7.07v b.6v c.14v d.10v 图13133（05年理综2）处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角 速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直。在t=0时刻，线圈平面与纸面重合（如图1313），线圈的cd边离开纸面向外运动。若规定由abcda方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是（ ）图13144（05年北京）正弦交流电源与电阻r、交流电压按照甲图所示的方式连接，r=10，交流电压表的示数是10v，乙图是交变电源输出电压u随时间变化的图像，则：图1315甲图a通过r 的电流i随时间t变化的规律是icos100t（a）b通过r 的电流i随时间t变化的规律是i=cos50t（a）cr两端的电压ur随时间t的变化规律是ur=5 cos100t（v）dr两端的电压ur随时间t的变化规律是ur=5cos50t（v）5（05天津）将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它的磁感应强度为b、方向如图1316所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为p的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为：（ ）图13166.（ 03全国理综）曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，因i为其结构图中n、s是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc边中ab边平行，它的一端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触，如图1318所示。当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动线框由n=800匝导线圈组成，每匝线圈的面积s=20cm2，磁极间磁场可视匀磁场，磁感强度b=0.010t，自行车车轮的半径r1=35cm，小齿轮的半径r2=4.0cm齿轮的半径r3=10.0cm（见图2）。现从静止开始大齿轮加速转动，问大齿轮1度为多大才能使发电机输出电压的有效值u=3.2v。（假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动）1d 2.d 3c . 4.a . 5.b 6. 解析：当自行车轮转动时，通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动，线框中产生正弦交流电