高考物理考点及考纲解读和复习题11(交变电流).doc

高考一轮复习考点及考纲解读（11）交变电流内容要求说明82交流发电机及其产生正弦式电流的原理。正弦式电流的图像和三角函数表达。最大值与有效值。周期与频率83电阻、电感和电容对交变电流的作用84变压器的原理。电压比和电流比85电能的输送IIIIII只要求讨论单相理想变压器名师解读交变电流部分的知识点不是很多，一般以难度中等或中等偏下的选择题出现。高考题型以选择题为主，重点考查交流电的产生原理、图像、表达式以及交流电的有效值，变压器的原理，远距离输电中的线路损耗问题，其中考查频度最高是交流电有效值、变压器的有关知识。本部分知识常与电场和力学知识结合在一起考查考生的综合分析能力，如带电粒子在交变电场中的运动等。虽然交流电的有关知识不属于高考物理的重点内容，但也不能因此而放弃对其基本内容的理解和掌握。因为交流电路与工农业生产和日常生活紧密结合，在近几年的高考试题中出现的频率较高。样题解读【样题1】交流发电机产生的感应电动势为sin，若发电机的转速和线圈的匝数都增加到原来的两倍，这时产生的感应电动势为AB2C 2 sinD2 sin 2分析 交流发电机的感应电动势的表达式，其中，N是匝数，是发电机转动的角速度，与转速成正比，B和S分别是磁感应强度和线圈面积，所以转速和线圈的匝数都增加到原来的两倍，这时产生的感应电动势 (2N) (BS) (2) sin (2)t 4NBSsin2t 4sin2t，所以B项正确。答案 B解读本题涉及到交流发电机及其产生正弦式电流的原理、正弦式电流的三角函数表达、最大值、周期与频率等知识点，考查理解能力和推理能力，体现了考试大纲中对“理解物理概念、物理规律的确切含义，能够清楚地认识概念和规律的表达形式（包括文字表述和数学表达）”和“能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断”的能力要求。通过本题要熟记交流电动势的最大值。图111【样题2】一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q调节，如图111所示。在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则A保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小分析 原线圈电压U1U保持不变，保持Q位置不动，变压器的匝数比不变，副线圈两端电压不变，将P向上滑动时，电阻R变大，副线圈上电流变小，由，得变小，A项错误，B项正确；保持P位置不动，电阻R不变，将Q向上滑动时，变大，由得变大，副线圈上电流变大，原线圈电流变大，C项正确，D项错误。答案 BC解读本题涉及到变压器的原理、电压比、电流比、欧姆定律等知识点，考查理解能力和推理能力，体现了考试大纲中对“理解物理概念、物理规律的确切含义”和“能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断”的能力要求。求解变压器问题时要注意原线圈两端电压保持不变，要熟记电压比、电流比，同时利用欧姆定律分析动态电路问题。【样题3】如图112所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平均数垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n 100匝，电阻r 1.0，所围成矩形的面积S 0.040m2，小灯泡的电阻R 9.0，磁场感应强度随时间按如图113所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e nBmS，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期。不考虑灯丝电阻随温度的变化，求：（1）线圈中产生感应电动势的最大值。（2）小灯泡消耗的电功率。（3）在磁感应强度变化的0 的时间内，通过小灯泡的电荷量。图113图112分析 （1）因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同，所以由图像可知 ，线圈中产生交变电流的周期为 T 3.1410-2s所以线圈中感应电动势的最大值为 Em2V（2）根据欧姆定律，电路中电流的最大值为 A通过小灯泡电流的有效值为 A小灯泡消耗的电功率为P I2R 2.88W（3）在磁感应强度变化的确良01/4周期内，线圈中感应电动势的平均值E 通过灯泡的平均电流 通过灯泡的电荷量 C答案 （1）8.0V （2）2.88W （3）4.010-3C解读本题涉及到正弦交流电的三角函数表达、最大值、有效值、周期、电功率、感应电动势、电荷量、法拉第电磁感应定律等知识点，考查理解能力、推理能力应用数学处理物理问题的能力，体现了考试大纲中对“理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用”和“必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析”的能力要求。要熟记交流电最大值、有效值、平均值的求法，求能量问题要用有效值，求电量要用平均值。权威预测1（容易题）运距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330千伏高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是A可增大发电站输出的电功率B可根据需要调节交流电的频率C可减少输电导线上的能量损失D可加快输电的速度2（中档题）一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，角速度为时，线圈中产生的交变电动势的最大值为E0，周期为T0，外力提供的功率为P0。若使线圈转动的角速度变为2，线圈中产生的交变电动势的最大值为E，周期为T，外力提供的功率为P。则E、T和P的大小为AE2 E0，TT0，P2 P0 BE E0，TT0，P2 P0 CE2E0，TT0，P2P0DE2E0，TT0，P4P0图1143（容易题）如图114所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器。若已知变压比为1000：1，变流比为100：1，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为10A，则输电线的输送功率为A2.2103W B2.210-2WC2.2108W D2.2107WUA1A2A3RCL图1154（容易题）如图115所示，把电阻、电感器、电容器并联接到某一交流电源上，三个电流表的示数相同，若保持电源电压不变而将频率加大，则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是AI1= I2= I3BI3 I1 I2CI2 I1 I3DI1 I2 I3图1165（中档题）如图116所示，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积为S，匝数为n，线圈电阻为r，外电阻为R。线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO匀速转动，角速度为。若图中的电压表、电流表均为理想交流电表，求：（1）此交流发电机产生感应电动势的最大值Em；（2）若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式；（3）交流电压表和交流电流表的示数；（4）此交流发电机的输出功率P出。参考答案1C解析：发电站输出的电功率和交流电的频率由发电机决定，与输电无关，A项、B项错误；输电导线上的能量损失与成反比，C项正确；输电的速度与输电电压无关，等于电场传播的速度（真空中光速），D项错误。2D解析：角速度为时，交流电的最大值为E0NBS，周期T02p/，外力提供的功率为P0 E02/R；角速度变为2时，E2NBS2 E0，T2p/2T0，P（2E0）2/R4P0，所以D项正确。3C解析：由U1：U21000：1，得U12.2105V；由I1：I2100：1，得I11103A，则输电线的输送功率为PU1I12.2108W，C项正确。4B解析：在交流电路中，电阻不受频率影响，I1不变；电感通低频，阻高频，I2变小；电容通高频，阻低频，I3变大。即I3 I1 I2，B项正确。5（1）（2）（3），（4）解析：（1）在图示位置时，电动势有最大值，所以此发电机电动势最大值为 （2）电动势的瞬时值 感应电流函数表达式为 （3）电动势有效值 电流的有效值为 电压的有效值为 （4）发电机的输出功率为