专题05 交变电流（7考点+15大题型）【考点清单】-2023-2024学年高二物理下学期期中考点大串讲（人教版）

专题04 交变电流 目录 2 2 考点01 正弦式交变电流的产生及变化规律 2 考题1：交流电的U—t图像分析 3 考题2：交流电的I—t图像分析 4 考题3：其他类型的交流电图像分析 4 考点02 有效值的理解与计算 5 考题4：正弦、余弦交流电的有效值 6 考题5：一般交流电的有效值 7 考题6：电功、电功率和焦耳热的计算 7 考点03 交变电流的“四值”应用 8 考题7：交流电的平均值 9 考点04 理想变压器基本关系的应用 10 考题8：理想变压器电压、电流与匝数的关系 11 考题9：理想变压器两端电功率的计算 12 考题10：结合图像计算变压器的电表示数 12 考点05 变压器的动态分析 13 考题11：变压器的动态分析 14 考点06 远距离的输电问题 14 考题12：远距离输电能量的损失问题 15 考题13：用户端功率改变判断输电线路中的物理量变化 16 考点07 三种特殊的变压器 17 考题14：自耦变压器 17 考题15：电压互感器与电流互感器 18 考点01 正弦式交变电流的产生及变化规律 1．交变电流 （1）定义： 和 都随时间做 的电流叫做交变电流，简称交流（AC）． （2）图象：如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流．其中按正弦规律变化的交变电流叫 交变电流，如图甲所示． 2. 正弦式交变电流的产生 （1）在匀强磁场里，线圈绕垂直于 方向的轴匀速转动． （2）两个特殊位置的特点： ①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ ，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将 ②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0， ，e最大，i最大，电流方向 3．交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时) 　规律 物理量 函数表达式 图象 磁通量 Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt 电动势 e＝Emsin ωt＝nBSωsin ωt 电压 u＝Umsin ωt＝sin ωt 电流 i＝Imsin ωt＝sin ωt 4. 求解交变电流变化规律有关问题的三点注意 （1）只有当线圈从中性面位置开始计时,电流的瞬时值表达式才是正弦形式.其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关. （2）注意峰值公式： Em=nBSw中的S为有效面积. （3）在解决有关交变电流的图象问题时,应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来,再根据特殊位置求特征解 考题1：交流电的U—t图像分析 【例1】（22-23高二下·新疆乌鲁木齐·期中）一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。 已知发电机线圈内阻为5.0Ω，现外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示， 则 （1） 交流电的周期是多少？ （2） 电压的瞬时表达式？ （3） 电压表的示数是多少？    【变式】（22-23高二下·广东广州·期中）一交流发电机给某一用电器供电，产生正弦交变电流的图像如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．交变电流的周期为 B．交变电流的有效值为20V C．交变电流的瞬时表达式为 D．在时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大 考题2：交流电的I—t图像分析 【例2】（多选）（22-23高二下·四川成都·期中）如图甲，一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端与电阻R连接，流过电阻R的电流i随时间t变化的图像如图乙所示，已知电阻R的阻值为2 Ω。下列说法正确的是（　　） A．时，穿过矩形线圈abcd的磁通量最小 B．时，穿过矩形线圈abcd的磁通量最大 C．经过4 s，电阻R产生的焦耳热为16 J D．经过4 s，电阻R产生的焦耳热为8 J 【变式】（2023高二下·北京房山·期中）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（　　） A．电流表的示数为10A B．线圈转动的角速度为50πrad/s C．0.01s时线圈平面与磁场方向垂直 D．0.02s时线圈中磁通量最大 考题3：其他类型的交流电图像分析 【例3】（22-23高二下·山东烟台·期中）实验室有一个矩形闭合金属线框，线框总电阻R=10Ω。现使线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，已知穿过线框的磁通量随时间t的变化关系图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．t=0.05s时线框中的电流改变方向 B．t=0.1s时线框中产生的感应电动势最大 C．线框转动一周外力所做的功为1J D．0~0.1s时间内，流过线框的