全国版2024高考物理一轮复习专题十二交变电流传感器考点1交变电流的产生及其描述教案.docxVIP

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考点1交变电流的产生及其描述

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考向1考查交变电流的产生、变更及其描述

1.[2024天津高考,8,6分,多选]如图甲所示,单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图象如图乙所示.下列说法正确的是()

A.T2

B.线框的感应电动势有效值为2

C.线框转一周外力所做的功为2

D.从t=0到t=T4过程中线框的平均感应电动势为

图甲图乙

必备学问:法拉第电磁感应定律、沟通电有效值和最大值的关系、电功和电功率.

关键实力:读图实力,计算实力.

解题指导:矩形单匝线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动,产生正弦沟通电.依据法拉第电磁感应定律,可计算感应电动势最大值、平均感应电动势.依据功能关系可计算外力做的功.

考向2考查沟通电有效值的计算

2.[2024全国Ⅲ,16,6分]一电阻接到方波沟通电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦沟通电源上,在一个周期内产生的热量为Q正.该电阻上电压的峰值均为u0,周期均为T,如图所示.则Q方∶Q正等于()

A.1∶2 B.2∶1

C.1∶2 D.2∶1

必备学问:沟通电有效值的定义.

关键实力:从图象中提取信息的实力.

解题指导:双向对称方波沟通电有效值等于最大值.正弦沟通电有效值等于最大值的12

考法1对沟通电的图象的考查

1[2024天津高考,6,6分,多选]在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变更.设线圈总电阻为2Ω,则

A.t=0时,线圈平面平行于磁感线

B.t=1s时,线圈中的电流变更方向

C.t=1.5s时,线圈中的感应电动势最大

D.一个周期内,线圈产生的热量为8π2J

本题主要考查交变电流的图象,要求学生能够从图象中找出描述沟通电的有用信息,如中性面、感应电动势的最大值、有效值等.

由题图知,t=0时,磁通量为零,磁感线与线圈平面平行,A正确;当磁感线与线圈平面平行时,磁通量变更率最大,感应电动势最大,画出感应电动势随时间变更的图象如图所示,由图可知,t=1s时,感应电流没有变更方向,B错误;t=1.5s时,感应电动势为0,C错误;感应电动势最大值Em=NBSω=NΦm2πT=100×0.04×2π2V=4πV,有效值E=22×4πV=22πV,一个周期内线圈产生的热量Q=E2R

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1.[2024海南高考,7,5分,多选]如图,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,有一面积为S的矩形单匝闭合导线abcd,ab边与磁场方向垂直,线框的电阻为R.使线框以恒定角速度ω绕过ad、bc中点的轴旋转.下列说法正确的是()

A.线框abcd中感应电动势的最大值是BSω

B.线框abcd中感应电动势的有效值是BSω

C.线框平面与磁场方向平行时,流经线框的电流最大

D.线框平面与磁场方向垂直时,流经线框的电流最大

考法2对非正弦式沟通电的有效值的考查

2如图所示的交变电流由正弦式交变电流的一半和反向脉冲电流组合而成,则这种交变电流的有效值为

A.12I0B.22I

C.32I0 D.I

由i-t图象知交变电流的周期T=2s.一个周期内:前半个周期电流的有效值为I1=I02,后半个周期电流的有效值为I2=I0.设交变电流的有效值为I,据交变电流有效值的定义有I2RT=I12RT2+I22RT2=(I02)2R·T2+I

C

2.如图所示为一个经双可控硅调整后加在电灯上的电压,正弦沟通电的每一个二分之一周期中,前面四分之一周期被截去,则现在电灯上电压的有效值为()

A.Um B.Um

C.Um3

考法3对正弦式沟通电的“四值”问题的考查

3如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长L=10cm的正方形线圈共N=100匝,线圈总电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动,角速度ω=2πrad/s,外电路中的电阻R=4Ω,求:

(1)感应电动势的最大值;

(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°时的瞬时感应电动势的大小;

(3)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°的过程中产生的平均感应电动势的大小;

(4)沟通电压表的示数;

(5)线圈转动一周产生的总热量;

(6)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°的过程中通过电阻R的电荷量.

(1)感应电动势的最大值为

Em=NBL2ω=100×0.5×0.12×2πV=3.14V.

(2)由图示位置转过60°时的瞬时感应电动势的大小为

e=Emcos60°=3.14×0.5V