2027届新高考物理热点精准复习交变电流的产生及描述

2027届新高考物理热点精准复习交变电流的产生及描述高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2027考点一交变电流的产生及规律必备知识•全方位凝练1.交变电流的定义:大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流。2.交变电流的图像:用以描述交变电流随时间变化的规律,图甲、乙、丙、丁所示电流都属于交变电流,其中按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流,简称正弦式电流,如图甲所示。3.正弦式交变电流的产生和变化规律(1)产生:在匀强磁场中,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动产生的电流是正弦式交变电流。(2)中性面:与磁感线垂直的平面称为中性面。(3)变化规律表达式(线圈从中性面位置开始计时)项目函数表达式图像磁通量Φ=Φmcosωt=BScosωt

电动势e=Emsinωt=nBSωsinωt

关键能力•多维度提升

D

考点二交变电流有效值的理解与计算必备知识•全方位凝练

×××关键能力•多维度提升典例

如图甲、乙所示的交变电流分别加在两定值电阻R1、R2两端,已知R1=2R2,若两图中的横纵坐标均为已知量,图甲为正弦函数图像。下列说法正确的是(

)

D

考点三交变电流“四值”的理解和应用必备知识•全方位凝练物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e=Emsinωti=Imsinωt(线圈从中性面位置开始计时)计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值讨论电容器的击穿电压物理量物理含义重要关系适用情况及说明有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值(1)交流电流表、交流电压表的示数(2)电气设备“铭牌”上所标的值(如额定电压、额定电流等)(3)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热、保险丝的熔断电流等)(4)没有特别加以说明的指有效值平均值交变电流图像中图线与时间轴所围的面积与时间的比值计算通过导线横截面的电荷量关键能力•多维度提升典例

(2026浙江文成中学高三模拟)如图是一台小型发电机的构造示意图。两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.2T,矩形线圈边长ab=0.2m、ad=0.1m、匝数N=100、电阻r=2Ω,外接电阻R=8Ω。由图示位置开始计时,线圈以n=5r/s的恒定转速逆时针转动,规定流过电阻R的电流向上时为正方向。下列说法正确的是(

)A.通过电阻R的电流随时间变化的关系式为i=0.4πsin10πtAB.从图示位置开始计时,经过0.05s通过电阻R的电荷量为0.04CC.电阻R的功率为0.8π2WD.若磁感应强度大小、线圈转速均变为原来的2倍,则电流表的示数也变为原来的2倍B

变式练(2025浙江杭州模拟)带发电机的自行车,能利用车轮带动发电机转动发电为车灯提供电源。图甲是该自行车的发电机与车轮接触部分的照片,发电的基本原理可简化为一个线圈在匀强磁场中转动来产生(如图乙所示)。已知发电机转轮的半径为r,发电机线圈所围面积为S、匝数为n、电阻为R0,磁场的磁感应强度为B,车灯电阻为R。当自行车以某速度在平直公路上匀速行驶时受到地面及空气的总阻力为Ff,车灯消耗的电功率为P,则(

)

答案

A

考点四电容器和电感线圈对交变电流的影响必备知识•全方位凝练1.电容器对交变电流的阻碍作用(1)电容器接到交流电源两端时,交替地进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交流“通过”了电容器。实际上,自由电荷并没有通过两极板间的绝缘介质。(2)电容器在电路中的作用:通交流,隔直流;通高频,阻低频。2.电感线圈对交变电流的阻碍作用(1)电感线圈的感抗是由变化的电流在线圈中产生的感应电动势引起的,与制成线圈导体的电阻无关。感抗是表征电感线圈对交变电流的阻碍作用大小的物理量。(2)电感线圈在电路中的作用:通直流,阻交流;通低频,阻高频。总结提升(1)交变电流通过电感线圈时,由于电流时刻在变化,在线圈中就会产生自感电动势,而自感电动势总是阻碍原电流的变化,故电感线圈对交变电流产生阻碍作用。(2)线圈的自感系数越大,交变电流的频率越高,线圈的感抗就越大。关键能力•多维度提升典例

(2025浙江6月选考)理想变压器的原线圈通过a或b与频率为f、电压为u的交流电源连接,副线圈接有三个支路,如图所示。当S接a时,三个灯泡均发光,若(

)A.电容C增大,L1灯泡变亮B.频率f增大,L2灯泡变亮C.RG上光照增强,L3灯泡变暗D.S接到b时,三个灯泡均变暗A解析

电容增大,对交变电流的阻碍作用减小,则L1灯泡变亮,故A正确;频率f增大,则电感的阻碍作用增大,则L2灯泡变暗,故B错误;光敏电阻光照增强,阻值减小,由于各支路电压不变,则该支路电流增大,L3灯泡变亮,故C错误;S接到b时,根据理想变压器规律可知,副线圈电压增大,则三个灯泡均变亮,故D错误。

[真题信息拓展]1.(2025北京卷)如图所示,交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动,产生的电动势随时间变化的规律为e=10sin(100πt)V。下列说法正确的是(

)

C

2.(2025北京卷)如图所示,线圈自感系数为L,电容器电容为C,电源电动势为E,A1、A2和A3是三个相同的小灯泡,开始时,开关S处于断