高考物理 考前预测核心考点专项突破 交变电流VIP专享VIP免费

交变电流【核心内容解读】将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中就会产生出正弦式交变电流。线圈在匀强磁场中转动时，通过线圈的磁通量最大时，磁通量变化率为零，产生的感应电动势为零；通过线圈的磁通量为零时，磁通量变化率最大，产生的感应电动势最大；匝数为N，面积为S的线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω转动，产生的感应电动势（交变电动势）的最大值为Em=NBSω。正弦式交变电流的图象是正弦曲线，由交变电流的图象可知交变电流的周期和最大值。交变电流的有效值是根据同时间、同电阻、产生相同热量的直流电流的数值来确定的。预测题1.如图3所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD，AB边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连．金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联．使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴旋转．下列说法中正确的是A．交流电流表A的示数随时间按余弦规律变化B．线圈转动的角速度越大，交流电流表A的示数越小C．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流瞬时值最大D．线圈转动的角速度增加为原来的两倍，则流经定值电阻R的电流的有效值也变为原来的两倍解析：交流电流表A的示数为交变电流的有效值，不随时间按余弦规律变化，选项A错误；线圈转动的角速度越大，交变电流的有效值越大，交流电流表A的示数越大，选项B错误；线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流瞬时值最大，选项C正确；线圈转动的角速度增加为原来的两倍，则流经定值电阻R的电流的有效值也变为原来的两倍，选项D正确。【答案】：CD【名师点评】矩形线圈以恒定角速度绕过线圈平面的某一轴转动，若从中性面开始计时，产生的交变电流按照正弦规律变化，若从与磁场平行位置开始计时，产生的交变电流按照余弦规律变化。若线圈面积为S，转动角速度为ω，磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，则产生的交变电动势最大值为Em=nBSω。预测题2．如图13甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图13乙所示，其中B0、B1和t1均为已知。在0~t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。求：（1）0~t1时间内通过电阻R的电流大小；（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。解析：（1）0~t1时间内，线框中的感应电动势E=n…（2分）根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的电流I=……（1分）（2）线框产生感应电动势的最大值Em=nB1L1L2ω……（1分）感应电动势的有效值E=nB1L1L2ω…（1分）通过电阻R的电流的有效值I=线框转动一周所需的时间t=………（1分）此过程中，电阻R产生的热量Q=I2Rt=πRω…（1分）（3）线框从图甲所示位置转过90°的过程中，平均感应电动势……（1分）平均感应电流…………（1分）通过电阻R的电荷量q=………（1分）【名师点评】此题考查交变电流产生、法拉第电磁感应定律、有效值、平均值等相关知识点。核心考点二、变压器【核心内容解读】变压器是根据电磁感应现象工作的。变压器原副线圈的电压之比等于匝数之比，即=；理想变压器的输入功率等于输出功率。对于变压器，输入电压决定输出电压，输出功率决定输入功率。预测题1.随着人们生活水平的提高，出国旅游成为新时尚。某人从J国带回一把标有“110V、60Hz、880W”的电咖啡壶，该电咖啡壶利用电热丝加热。在我国，为使电咖啡壶能正常工作，需要通过变压器与市电相连。下列说法正确的是A.若将电咖啡壶直接与市电相连，电功率是1760WB.电咖啡壶应接在原、副线圈匝数比为2∶1的副线圈两端C.电咖啡壶通过变压器正常工作时，与市电相连的原线圈中电流为4AD.电咖啡壶通过变压器正常工作时，电热丝中的交变电...