第十二章 交变电流 电磁波 传感器 章末素能提升-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微讲课件PPT（新教材新高考)

高考复习顶层设计·物理 1 高考复习顶层设计 物理 第十二章 交变电流 电磁波 传感器 2 章末素能提升 3 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 章末素能提升 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 章末素能提升 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 章末素能提升 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 章末素能提升 7 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 章末素能提升 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 章末素能提升 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 章末素能提升 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 章末素能提升 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 赢在字里行间 章末素能提升 本部分内容讲解结束 13 正弦式交变电流的产生途径——“科学思维”之“科学推理” 在匀强磁场中,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,可产生正弦式交变电流。以下四种方式也可以产生正弦式交流电。 1.线圈不动,匀强磁场匀速转动。 【典例1】　如图甲为风力发电的简易模型,在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动,转速与风速成正比。某一风速时,线圈中产生的正弦式电流如图乙所示,则 (　　) 甲 乙 A.电流的表达式为i=0.6sin(50t) A B.磁铁的转速为10 r/s C.风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin(10πt) A D.风速加倍时线圈中电流的有效值为0.6 A 答案与解析 【解析】　通过题图乙可知电流的最大值为0.6 A,周期T=0.2 s,故ω==10π rad/s,故电流的表达式为i=0.6sin(10πt) A,A项错误;电流的周期为T=0.2 s,故磁铁的转速为n== r/s=5 r/s,B项错误;风速加倍时,角速度加倍,根据Em=nBSω可知,产生的感应电动势加倍,形成的感应电流加倍,故风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin(20πt) A,C项错误;根据C的分析,形成的感应电流最大值Im=1.2 A,故有效值I== A=0.6 A,D项正确。 【答案】　D 2.线圈不动磁场按正弦规律变化。 【典例2】　(多选)一固定的矩形线框水平放置,线框的左端接一阻值为R的定值电阻,线框的电阻为r,线框面积为S,如图甲所示。空间存在与线框平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小随时间按如图乙所示的正弦规律变化,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期,选向上为正方向,下列说法正确的是 (　　) A.t=时,回路中的感应电流为0 B.通过定值电阻的电流为 C.在0~时间内,通过定值电阻的电荷量为 D.线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=BmSsint 甲 乙 答案与解析 【解析】　t=时,穿过回路的磁通量为0,磁通量的变化率最大,回路中的感应电流最大,A项错误;磁感应强度随时间变化的表达式为B=Bmsint,穿过回路的磁通量随时间变化的表达式为Φ=BmSsint,磁通量Φ对时间t求导得Φ'=e=BmScost,故D项错误;感应电动势的峰值Em=BmS,电流的最大值Im=,有效值I==,故B项正确;在0~时间内,电动势的平均值==,平均电流I=,通过定值电阻的电荷量Q=I=,C项正确。 【答案】　BC 3.导体棒在匀强磁场中做简谐运动。 【典例3】　如图所示,MN、PQ是两条水平平行放置的光滑金属导轨,导轨的右端接理想变压器的原线圈,变压器的副线圈与R=20 Ω的电阻组成闭合回路,变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2=1∶10,导轨宽L=5 m。质量m=2 kg、电阻不计的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上,在水平外力F作用下,从t=0时刻开始在图示的两虚线范围内做简谐运动,其速度随时间变化的规律是v=2sin(20πt) m/s。垂直导轨平面的匀强磁场的磁感应强度B=4 T。导轨、导线和线圈电阻不计。 (1)写出在ab棒中产生的电动势的表达式,并说明ab棒中产生的是什么电流; (2)求电阻R上的热功率P。 【解析】　(1)ab棒的电动势为 e=BLv=40sin(20πt) V, 故ab棒中产生的是正弦式交变电流。 (2)设原线圈上电压的有效值为U1,则 U1= V=20 V, 设副线圈上电压的有效值为U2,则=, 解得U2=200 V, 则电阻R上的热功率P==4×103 W。 【答案】　(1)e=40sin(20πt) V,正弦式交变电流 (2)4×103 W 4.切割磁感线的导体棒长度按正弦规律变化。 【典例4】　(多选)如图所示,两根间距为20 cm的足够长粗糙金