2022年2022年高二物理交变电流知识点及习题

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载第一节沟通电的产生和变化规律学习必备欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载一.交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流,简称沟通；如图15-1 所示（ b）.（ c）.（ e）所示电流都属于沟通,其中按正弦规律变化的沟通叫正弦沟通；如图（b）所示；而（a）.d为直流其中（a）为恒定电流；二.正弦沟通的产生及变化规律；iiii i精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载tootot d otot精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载 a b c 图151 d e 精品学

2、习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1.产生： 当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生的沟通为随时间按正弦规律变化的；即正弦沟通；2.中性面：匀速旋转的线圈,位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面；这一位置穿过线圈的磁通量最大,但切割边都未切割磁感线,或者说这时线圈的磁通量变化率为零,线圈中无感应电动势；3.规律：（ 1）.函数表达式：从中性面开头计时,就e=nbs sin t ；用 m 表示峰值 m =nbs 精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载就 e=msin t 在纯电阻电路中、电流 i=emsin t=imsin t,电压 u=umsin t ；精品学习资

3、料精选学习资料 - - - 欢迎下载rr4.沟通发电机（ 1）发电机的基本组成：用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）用来产生磁场的磁极（ 2）发电机的基本种类旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机,转动的部分叫转子 ,不动的部分叫定子其次节表征交变电流的物理量1.表征交变电流大小物理量瞬时值：对应某一时刻的沟通的值用小写字母x表示, eiu峰值：即最大的瞬时值用大写字母表示,um mmm= nsb m=m/ r留意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时,所产生感应电动势的峰值为 m=nbs ,即仅由匝数n,线圈面积s,磁感强度b 和角速度

4、四个量打算；与轴的详细位置,线圈的外形及线圈为否闭合都为无关的；有效值： .意义：描述沟通电做功或热效应的物理量.定义：跟沟通热效应相等的恒定电流的值叫做沟通的有效值；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载.正弦沟通的有效值与峰值之间的关系为 =mi= i m22u mu=；2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载留意：正弦沟通的有效值和峰值之间具有 =m , u=u m ii m的关系,非正弦（或余弦）沟通无此关系,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载222但可按有效值的定义进行推导,如对于正负半周最大值相等的方波电流,

5、其热效应和与其最大值相等的恒定电流为相同的,因而其有效值即等于其最大值；即i=i m ；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载.沟通用电器的额定电压和额定电流指的为有效值；沟通电流表和沟通电压表的读数为有效值；对于沟通电如没有特殊说明的均指有效值；.在求沟通电的功.功率或电热时必需用沟通电的有效值；.峰值.有效值.平均值在应用上的区分；峰值为沟通变化中的某一瞬时值,对纯电阻电路来说,没有什么应用意义；如对含电容电路,在判定电容器为否会被击穿时,就需考虑沟通的峰值为否超过电容器的耐压值；沟通的有效值为按热效应来定义的,对于一个确定的沟通来说,其有效值为肯定的；而平均值为由

6、公式n确定的,其值大小由某段时间磁通量的变化量来打算,在不同的时间段里为不相同的；如对正弦沟通,其正t半周或负半周的平均电动势大小精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载为n2bs t22nbs,而一周期内的平均电动势却为零；在运算沟通通过电阻产生的热功率时,只能用有效值,精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载而不能用平均值；在运算通过导体的电量时,只能用平均值,而不能用有效值；在实际应用中,沟通电器铭牌上标明的额定电压或额定电流都为指有效值,沟通电流表和沟通电压表指示的电流.电压也为有效值,解题中,如题示不加特殊说明,提到的电流.电压.电动势时,都为指有效值；.表征交变电流变化

7、快慢的物理量.周期t：电流完成一次周期性变化所用的时间；单位：s .m.频率f：一秒内完成周期性变化的次数；单位：z .o.角频率 ：就为线圈在匀强磁场中转动的角速度；单位：rad/s.t精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载.角速度.频率.周期,的关系 =2f= 2 t3.疑难辨析沟通电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的变化率成正比；当线圈在匀强磁场中匀速转动时,线圈磁通量也为按正弦（或余弦）规律变化的,如从中性面开头计时,t=0 时,磁通量最大, 应 amot b精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图 152为余弦函数,此刻变化率为零（切线斜率为零）, t= t 时,

8、磁通量为零,此刻变化率最大（切线斜率最大）,因此4从中性面开头计时,感应电动势的瞬时表达式为正弦函数,如图 15-2（ a）（ b）所示分别为 = mcos t 和 e= msin t；第三节电感和电容对交对电流的作用 1电感对沟通有阻碍作用；电感对电流阻碍作用的大小用感抗来表示；感抗的大小与线圈的自感系数和交变电流的频率有关,线圈的感系数越大,电流的频率越大；电感对交变电流的阻碍作用就越大,感抗也就越大；低频扼流圈和高频扼流圈低频扼流圈高频扼流圈构造：线圈绕在铁心上,匝数多,电阻小线圈绕在铁氧体上,匝数少作用：“通直流.阻沟通”通过低频,阻高频2电容器能通沟通电容器有“通沟通,隔直流”的作用

9、；电容器对沟通有阻碍作用；电容器对沟通阻碍作用的大小用容抗来表示；影响容抗大小的因素：c和 f电容器的电容越大,电流频率越大,容抗越小；第四节变压器1变压器的构造原线圈.副线圈.铁心2变压器的工作原理在原.副线圈上由于有交变电流而发生的相互感应现象,叫做互感现象,互感现象为变压器工作的基础；3抱负变压器精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载磁通量全部集中在铁心内,变压器没有能量缺失,输入功率等于输出功率；4抱负变压器电压跟匝数的关系： u1/u 2= n 1/n 2说明：对抱负变压器各线圈上电压与匝数成正比的关系,不仅适用于原.副圈只有一个的情形,而且适用于多精品学习资

10、料精选学习资料 - - - 欢迎下载个副线圈的情形；即有 u 1u 2n1n2u 3=； 这为由于抱负变压器的磁通量全部集中在铁心内；因此穿过每匝线圈n3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载的磁通量的变化率为相同的,每匝线圈产生相同的电动势,因此每组线圈的电动势与匝数成正比；在线圈内阻不计的情形下,每组线圈两端的电压即等于电动势,故每组电压都与匝数成正比；5抱负变压器电流跟匝数的关系i 1/i 2= n 2/n 1（适用于只有一个副线圈的变压器）说明：原副线圈电流和匝数成反比的关系只适用于原副线圈各有一个的情形,一旦有多个副线圈时,反比关系精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下

11、载即不适用了,可依据输入功率与输出功率相等的关系推导出：u1 i 1= u2 i 2+ u3 i 3+u4i 4+再依据u2= n 2n1u1u3= n 3 u1n1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载u4= n4n1u 4可得出：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载n1 i 1 =n2i 2+ n 3i 3+ n 4i 4+6留意事项（ 1）当变压器原副线圈匝数比 n1n 2确定以后 、其输出电压u2 为由输入电压u1 打算的 即 u2= n2n1u1但如副线圈上精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载没有负载、 副线圈电流为零输出功率为零、 就输入功率为零 、原线

12、圈电流也为零、只有副线圈接入肯定负载、有了一n 2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载定的电流 、即有了肯定的输出功率,原线圈上才有了相应的电流（i1=n1i 2）,同时有了相等的输入功率,（ p 入=p 出）精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载所以说：变压器上的电压为由原线圈打算的,而电流和功率为由副线圈上的负载来打算的；第五节电能的输送221. 输电线上缺失的电功率p=i 2r=（ p 输入 /u 输入 ） r2远距离输电示意图i 2 i 线 i 3u2 u 线+u3p2 p 线+p3输电电压提高到原先的n 倍输电线上缺失的电功率降为原先的1/n 2第十章交变电流传感器

13、1如图 10 1 12 所示, 矩形线框置于竖直向下的磁场中,通过导线与灵敏电流表相连,线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,图中线框平面处于竖直面内下述说法正确选项a 由于线框中产生的为交变电流,所以电流表示数始终为零 b线框通过图中位置瞬时,穿过线框的磁通量最大精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载c线框通过图中位置瞬时,通过电流表的电流瞬时值最大d如使线框转动的角速度增大一倍,那么通过电流表电流的有效值也增大一倍图 10 1 12图 101 13图 10 1 14图 10 1 15图 10 1 162如图 10 1 13 所示,矩形线圈abcd,面积为 s,

14、匝数为 n,线圈电阻为r,在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴 p1 和 p2 以相同的角速度 匀速转动, p1 以 ab 边为轴, p2 以 ad 边中点为轴 当线圈平面从与磁场方向平行开头计时,线圈转过90°的过程中,绕p1 及 p2 轴转动产生的沟通电的电流大小,电量及焦耳热分别为i 1, q1, q1 及 i 2, q2,q2,就下面判定正确选项a. 线圈绕 p1 和 p2 转动时电流的方向相同,都为a b c db q1>q2 nbs/2rci 1 i 2 nbs/2rd q1<q2 nbs2/2r3如图 10 1 14 所示, 在水平方向的匀强磁场中,有一

15、单匝矩形导线框可绕垂直于磁场方向的水平轴转动在线框由水平位置以角速匀速转过90°的过程中,通过导线横截面的电荷量为q,已知导线框的电阻为r,就以下说法中正确选项a 导线框转到如下列图的位置时电流的方向将发生转变b导线框转到如下列图的位置时电流的方向为badc c以图中位置作为计时起点,该导线框产生的沟通电瞬时值表达式为e qrsin tq2rd题述过程中导线框上产生的焦耳热q44如图 10 115 所示,边长为l 0.2 m 的正方形线圈abcd,其匝数为n 10.总电阻为r 2 ,外电路的电阻为r8 , ab 的中点和cd 的中点的连线oo 恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应

16、强度b 1 t,如线圈从图示位置 开头,以角速度 2 rad/s 绕 oo轴匀速转动,就以下判定中正确选项a 在 t 4时刻,磁场穿过线圈的磁通量为零,但此时磁通量随时间变化最快b闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e 0.8 sin 2t4c从 t 0 时刻到 t4时刻,电阻r 上产生的热量为q 3.2 ×10jd从 t 0 时刻到 t 4时刻,通过r 的电荷量q 0.02 c5在磁感应强度为b 的匀强磁场中, 一个面积为s 的矩形线圈匀速转动时所产生的沟通电电压随时间变化的波形如图10 1 16 所示,线圈与一阻值r 9 的电阻串联在一起,线圈的电阻为1 就.a 通过电阻r 的电流瞬

17、时值表达式为i 10sin 200 tab电阻 r 两端的电压有效值为90 v c1 s 内电阻 r 上产生的热量为450 jd图中 t 1×10 2 s 时,线圈位于中性面精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载图 10 1 17图 101 18图 10 119图 101 20 6如图 101 17 甲所示, 一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴oo以恒定的角速度转动, 从线圈平面与磁场方向平行时开头计时,线圈中产生的交变电流依据图乙所示的余弦规律变化,在t 时刻2a 线圈中的电流最大b 穿过线圈的磁通量为零c线圈所受的安培力为零d 穿过线圈磁通量

18、的变化率最大17一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,周期为t.从中性面开头计时,当t12t 时,感应电动势的瞬时值为 2 v ,就此交变电动势的有效值为a 22 vb 2 vc.2 vd.2 v28如图 10 1 18 所示,边长为l 的闭合正方形线框共有n 匝,总电阻为r.在磁感应强度为b 的匀强磁场中绕中心轴 oo匀速转动,线框中心轴oo 与磁场方向垂直,线框转动的角速度为,从线框平面平行于磁感线的位置开头计 时,就 线框中产生电动势的瞬时值表达式为nbl2 cos t t0 时,线框中感应电流值为nbl2/r线框中电流的有效精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载值为

19、22rnbl2cos t 线框中电流的频率为2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载a bcd 9.如图 10 1 19 所示,单匝闭合线框在匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的转轴oo匀速转动,在转动过程中,穿过线框的最大磁通量为m,线框中的最大感应电动势为em,以下说法中正确选项精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载a 在穿过线框的磁通量为mem2 的时刻,线框中的感应电动势为2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载memb在穿过线框的磁通量为的时刻,线框中的感应电动势为22c线框每转动一周,线框中的感应电流方向转变一次d线框转动的角速度为emm10.如图 10 1 20

20、 所示,面积为 s.匝数为 n.电阻为 r 的线圈固定在图示位置,线圈与阻值为 r 的电阻构成闭合电路, 抱负沟通电压表并联在电阻 r 的两端； u 形磁铁以线圈的中心轴线 oo 为轴以角速度 匀速转动,已知 u 形磁铁两极间的磁场为匀强磁场,磁感应强度为 b,取磁铁转动到图示位置的时刻 t 0.就 a 在 t 0 时刻,线圈处于中性面,流过电阻r 的电流为0b1 s 内流过电阻r 的电流方向转变次c线圈匝数削减为原先的一半,磁铁转动角速度增大到原先2 倍,电压表读数不变d在电阻 r 的两端再并联一只阻值为r 的电阻后,电压表的读数不变精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎

21、下载图 10 121图 10 122甲乙图 10 1 2311某沟通发电机给灯泡供电,产生正弦式交变电流的图象如图10 1 21 所示,以下说法中正确选项 a 交变电流的频率为0.02 hzb交变电流的瞬时表达式为i 5cos 50 tac在 t 0.01 s 时,穿过沟通发电机线圈的磁通量最大d如发电机线圈电阻为0.4 ,就其产生的热功率为5 w12如图 10 122 所示,在两平行金属板中心有一个静止的电子不计重力 ,当两板间加上交变电压后,能使电子有可能做来回运动的电压为13正弦交变电源与电阻r.沟通电压表.沟通电流表依据图101 23 甲所示的方式连接,r 200图.乙为交变电源输 出

22、电压 u 随时间 t 变化的图象就a 沟通电压表的读数为311 vb沟通电流表的读数为1.1 a cr 两端电压随时间变化的规律为ur 311cos t vd r 两端电压随时间变化的规律为ur 311cos 100 t v图 10 1 24图 10 1 25图 10 1 26142021 ·重庆, 18某实物投影机有10 个相同的强光灯l1 l1024 v .200 w 和 10 个相同的指示灯x 1 x 10220 v .2 w ,将其连接在220 v 沟通电源上,电路如图10 1 24.如工作一段时间后l 2 灯丝烧断,就 a x 1 的功率减小,l1 的功率增大 bx 1 的功率增大, l 1 的功率增大cx 2 的功率增大,其他指示灯的功率减小d x 2 的功率减小,其他指示灯的功率增大152021 ·天津, 9 如图 10 1 25 所示,单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为b 的水平匀强磁场中,线框面 积为 s,电阻为r.线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动,线框中感应电流的有效值i .线精品学习资料精选学习资料