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时间:2020-03-31
《高考物理母题解读(十一)交变电流1交变电流的产生与图像 (2).doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、高考母题解读高考题千变万化,但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题,掌握母题解法,使学生触类旁通,举一反三,可使学生从题海中跳出来,轻松备考,事半功倍。母题1:交变电流的产生与图像【方法归纳】.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
2、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。典例1。(2012·安徽理综)图1甲是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为的匀强磁场中,有一矩形线图abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO’转动,由线圈引起的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO’转动的金属圈环相连接,金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电话电阻形成闭合电路。图1乙是线圈的住视图,导线ab和cd分
3、别用它们的横截面来表示。已知ab长度为L1,bc长度为L2,线圈以恒定角速度ω逆时针转动。(只考虑单匝线圈)(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式;(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时,如图1丙所示,试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式;(3)若线圈电阻为r,求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。(其它电阻均不计)【答案】(1)e1=BL1L2ωsinωt.。(2)e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0.)。(3)QR=πRω。6【针对训练题精选解析】1.(2011天津理综卷物理)在
4、匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图1所示。产生的交变电动势的图像如图2所示,则A.=0.005s时线框的磁通量变化率为零B.=0.01s时线框平面与中性面重合C.线框产生的交变电动势有效值为311VD.线框产生的交变电动势频率为100Hz2、6(2011四川理综卷)如图所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T,转轴O1O2垂直于磁场方向,线圈电阻为2。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60°时的感应电流为1A。那么A.线圈消耗的电功率为4WB.线圈中感应电流的有效值为2AC.任意时刻线圈中的感应电动势为e=4c
5、osD.任意时刻穿过线圈的磁通量为=sin3、(2010广东理综)图1是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的A.周期是0.01sB.最大值是311VC.有效值是220VD.表达式为u=220sin100πt(V)4、(2007年高考北京理综)电阻R1、R2交流电源按照图1所示方式连接,R1=10,R2=20。合上开关后S后,通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则A、通过R1的电流的有效值是1.2AB、R1两端的电压有效值是6V6C、通过R2的电流的有效值是1.2AD、R2两端的电压有效值是6V5(2012河南三市调研考试
6、).如图所示为交流发电机示意图,线圈的AB边连在金属滑环K上,CD边连在滑环L上,导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理,下列分析正确的是A.当线圈平面转到中性面的瞬间,穿过线圈的磁通量最大B.当线圈平面转到中性面的瞬间,线圈中的感应电流最大C.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,穿过线圈的磁通量最小D.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,线圈中的感应电流最小答案:A解析:当线圈平面转到中性面的瞬间,穿过线圈的磁通量最大,感应电流为零,选项A正确B错误;线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,穿过
7、线圈的磁通量最小,感应电流最大,选项C正确D错误。6.(2008宁夏理综卷第19题).如图a所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度6逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时(如图b)为计时起点,并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是7、(2007宁夏理综卷第17题)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知1234560100u/Vt/10-2sA.该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin(25t)VB.该交流电的频率为25HzC.该交流电的电压的有效值为100D.若将该交
8、流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率是50W解析:由正弦交流电的电压随时间变
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