29.交流电的产生与描述+30.理想变压器与远距离输电 -河南省信阳高级中学2020届高三物理备考（电学） (2份打包)

交流电的产生与描述 打卡：2020高考物理备考第29小时 编写：陈庆威 陈庆威老师推荐——高考二轮备考两步学习法（最新、最好、最实战） 第一步：【知识方法】 1． 正弦式交变电流的变化规律(在中性面位置开始计时) 表达式 图象 磁通量 Φ＝Φmcosωt＝BScosωt 电动势 e＝Emsinωt＝NBSωsinωt 电压 u＝Umsinωt＝sinωt 电流 i＝Imsinωt＝sinωt (1)与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。 (2)与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不变。 2.对交流电“四值”的理解 (1)有效值：通常所说的电流值、电压值、电表的示数均为有效值． ①正弦式交流电的有效值E＝；非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解。 ②计算与电流热效应有关的量(如电功、电功率等)、保险丝的熔断电流、电机的铭牌上所标的值、交流电表的示数。 (2)最大值Em＝NBSω。计算电容器的击穿电压。 电动势的最大值与线圈匝数成正比，但线圈磁通量的最大值与线圈匝数无关． (3)瞬时值(从中性面开始计时)e＝NBSωsin ωt。计算安培力的瞬时值、氖泡发光、电功率瞬时值、通断电时间。 (4)平均值：＝n，常用来计算通过电路的电荷量。 第二步：【考点例题】 【例题1】（2020·全国高三）图甲是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动产生的交变电压图象。将该电压加在图乙中理想变压器的M、N两端。变压器原、副线圈匝数比为10:1，电阻R的阻值为5Ω，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ） A．电流表的示数为2A B．流过电阻R的电流方向每秒钟改变50次 C．线圈转动的角速度为100πrad/s D．t=0.01s时线圈处于中性面处 【例题2】如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，电阻不计，绕轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速运动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻R0和滑动变阻器R，下列判断正确的是（ ） A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 B．矩形线圈从图示位置经过时间内，通过电流表A1的电荷量为0 C．当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电流表A1和A2示数都变小 D．当滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，电压表V1示数不变，V2和V3的示数都变小 【例题3】（2020·宁夏银川二中高三）如图所示，光滑平行金属导轨MN，PQ处在垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为0.5T的匀强磁场中，导轨间距为0.5m。金属棒ab垂直放置在导轨上，且在MP、NQ间往复运动，速度随时间按正弦规律变化。理想变压器的原线圈与两导轨相连，副线圈上接有理想电流表和照明灯泡(额定电压为3V)。已知灯泡正常发光，电流表示数为0.5A，理想变压器原副线圈的匝数比为1：2，不计导轨和金属棒的电阻，则下列说法正确的是（　　） A．金属棒ab产生的是锯齿形交变电压 B．金属棒ab单位时间内产生的电能为3J C．金属棒的最大速度为3m/s D．金属棒的最大速度为6m/s 【例题4】（2019·广东高三）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为11:1，原线圈接入如图乙所示的正弦式交变电流，A、V均为理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，R是定值电阻，L是灯泡，Rt是热敏电阻（电阻随温度升高而减小）。以下说法正确的是（　　） A．交变电流的频率为100Hz B．电压表的示数为10V C．当温度升高时，灯泡L变亮 D．当温度降低时，理想变压器输入功率增大 【例题5】（2020·厦门）如图甲所示电路，理想变压器的原、副线圈匝数之比n1：n2=2：1，定值电阻R1和R2的阻值分别为5Ω和3Ω，电表均为理想交流电表，电源输出的交流电如图乙所示，图中的前半周期是正弦交流电的一部分，后半周期是直流电的一部分，则（　　） A．电流表示数为A B．电压表示数为6V C．R1的功率为20W D．R2的功率为6W 【例题6】（2019·哈尔滨）如图所示，边长为L、阻值为R的等边三角形单匝金属线圈abc从图示位置开始绕轴EF以角速度ω匀速转动，EF的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右侧没有磁场，下列说法正确的是（ ） A．图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大 B．从图示位置转出磁场的过程中，线圈中产生逆时针方向的感应电流 C．线圈中产生的感应电动势的最大值为 D．转动一周，外力做功的功率为 【例题7】（多选）（2020·辽宁）手机无线充电功能的应用为人们提供了很大便利。图甲为手机无线充电原理示意图。充电板接入交流电源