2、《交变电流》核心考点梳理-2020年5月刊高二物理《中学生数理化》

望四出皇中学生数理化 2.两个特殊位置 《交变电流》 核心考点梳理- G 概念中性面位置 与中性面垂直的位置 B∥S ■湖北省大悟县第一中学徐高本万江超 =BS,最大 Φ=0,最小 交变电流是电磁感应的应用和延伸。为 特点 了便于同学们复习,下面对其核心考点浅作 ,最小 na=nBSo,最大 归纳 感应电流为零,方向改变感应电流最大,方向不变 核心考点一:正弦式交变电流的产生及 变化规律 正弦式交变电流的产生过程有三种表 个产生条件:线圈在匀强磁场中绕示方式:一是“情”,即线圈在磁场中转动的情 垂直于磁场方向的转轴匀速转动 形(包括线圈的位置、转速、匝数等);二是 力,使得细线对磁铁的拉力大于磁铁的重力 S断开时灯泡A1先灭 答案:A D.开关S接通时灯泡A2先达最亮,开 点评:利用“阻碍相对导体的运动”判定关S断开时灯泡A2先灭 感应电流的方向可以避免对磁感线空间分布 解析:当开关S接通时,灯泡A1和A2同 的判断,使问题的解答变得简便易行。 时亮,但由于自感现象的存在,线圈L中将产 3.感应电流产生的效果总要阻碍原电流生自感电动势阻碍通过它的电流的增大,使 的变化:在自感现象中,当流过线圈的电流增通过线圈L的电流从零开始慢慢增大,开关 大时,自感电动势与原电流方向相反;当流 S接通瞬间电流几乎全部从灯泡A1通过,且 线圈的电流减小时,自感电动势与原电流方该电流又将同时分路通过灯泡A2和电阻R 向相同 因此灯泡A1先达最亮,经过一段时间电路稳 例6在如图6所示 定后,灯泡A1和A2一样亮。当开关S断开 的电路中,A1和A2是两个 时,电源提供的电流立即减为零,灯泡A2立 相同的小灯泡,L是一个自 即熄灭,而由于自感现象的存在,线圈L中将 感系数很大的线圈,其阻值 产生自感电动势阻碍通过它的电流的减小, 与定值电阻R的阻值相 图6 使线圈L和灯泡A组成的闭合电路中有感 同。在开关S接通和断开 应电流,因此灯泡A1后灭 的瞬间,灯泡A1和A2亮暗的变化情况正确 答案:A 的是() 点评:解答本题需要抓住线圈的双重特 A.开关S接通时灯泡A1先达最亮 性,即当电流不变时,它相当于一个普通电阻 关S断开时灯泡A1后灭 (若线圈电阻不计,则它相当于导线);当电流 开关S接通时灯泡A2先达最亮,开关变化时,它产生自感电动势,相当于电源。 S断开时灯泡A后灭 (责任编辑张巧) C.开关S接通时灯泡A1先达最亮,开关 中学生数理代用知识结与拓 “数”,即用数学表达式表示交变电流的产生 过程;三是“形”,即用图像表示交变电流的产 线框产生的平均感应电动势E=≈ 生过程。在这三者中知其一,便知其二。考 ,选项D错误 查正弦式交变电流产生的问题往往是提供其 答案:BC 中的一种方式,要求考生确定另两种方式。 点评:求解正弦式交变电流问题需要注 因此同学们在学习正弦式交变电流的产生时 意三点,一是只有线圈从中性面位置开始计 要做到“情、数、形”三者统 时,电流的瞬时值表达式才是正弦形式;二是 例/如图1甲所示,单匝闭合矩形线感应电动势峰值公式Em=nBSu中的S为 框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直有效面积;三是转轴相对线圈的位置改变或 的轴匀速转动,穿过线框的磁通量φ与时间线圈的形状改变时,感应电动势的峰值仍可 t的关系图像如图1乙所示。下列说法中正 利用公式Emx=nBSω计算。 确的是()。 核心考点二:交变电流有效值的解法 1.公式法:利用E 计算,只适用于正弦式交变电流。 2.有效值的定义计算法(非正弦式交变 电流):抓住“三同”,即“相同时间”内“相同电 阻”上产生“相同热量”,列式求解,且时间至 少要取一个周期或取周期的整数倍 A.。时刻线框平面与中性面垂直 3.能量关系法:当有电能和其他形式的 B.1s内线框中电流方向改变示次 能发生转化时,可利用能量守恒定律来求有 C.线框中感应电流的瞬时值表达式为 效值 例2已知某交变电流在一个周期内 -g 的波形如图2所示,则该电流通过一阻值为 4内线框产生的平均感应电动势09的电阻时的发热功率是 解析:由φt图像可知,。时刻穿过线框 的磁通量最大,此时线框处于中性面位置,选 项A错误。由Φt图像可知,交流的周期为 T,则f 因此1s内线框中电流方向改 次,选项B正确。交流的角速度o=T C.22.5W 解析:设交变电流的有效值为Ⅰ.由电流 感应电动势的最大值Em=nBSa=mT,的热效应得rR·1s=(1A)2·R·0.4s+ 感应电流的最大值1m=灬因此线相(2A)2·R·0.6s,解得I2=2.8A2,该电流 通过一阻值为10Ω的电阻时的发热功率 中感应电流的瞬时值表达式为i P=IR=28W。 Φ max n sIn(t)A,选项C正确。0~内 答案:D 望四出皇中学生数理化 核