2019-2020年高考物理 41交变电流精解分析.doc

2019-2020年高考物理 41交变电流精解分析高频考点：交变电流的产生、交变电流图象动态发布： xx天津理综卷物理第4题、xx四川理综卷第20题、xx广东理综第19题、xx年高考北京理综第17题 命题规律：交变电流的产生、交变电流图象是高考考查的重点和热点，考查交变电流的产生、交变电流图象为选择题，难度中等。命题分析考查方式一 交变电流的产生 【命题分析】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转动，产生的感应电动势（交变电动势）的最大值为Em=NBS。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。考查交变电流产生的试题难度中等。 例1（xx天津理综卷物理第4题）在匀强磁场中，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100Hz 【解析】：由图2可知，=0.005s时线框中产生的感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律可知，线框的磁通量变化率最大，选项A错误；=0.01s时线框中产生的感应电动势为零，线框的磁通量变化率为零，线框平面与中性面重合，选项B正确；线框产生的交变电动势最大值311V，有效值为220V，选项C错误；由图2可知，线框产生的交变电动势周期为0.02s，频率为50Hz，选项D错误。【答案】：B【点评】此题考查交变电流的产生、交变电流的图象及其相关知识点。例2（xx四川理综卷第20题）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.最大值是311V C.有效值是220V D.表达式为u=220sin100t（V） 【解析】：由题给的正弦式交变电压的波形图可知，该电压的周期为0.02s，最大值是311V，有效值是U=Um/=220V，瞬时值表达式为u=311sin100t（V），选项BC正确。【答案】BC【点评】只有正弦式交变电压其最大值和有效值之间才满足U=Um/的关系。 例4（xx年高考北京理综第17题）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1.2A B、R1两端的电压有效值是6V C、通过R2的电流的有效值是1.2A D、R2两端的电压有效值是6V