高三物理第一轮考点及考纲复习题11.doc

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交变电流
内容
要求
说明
82．交流发电机及其产生正弦式电流的原理。正弦式电流的图像和三角函数表达。最大值与有效值。周期与频率
83．电阻、电感和电容对交变电流的作用
84．变压器的原理。电压比和电流比
85．电能的输送
II

I
II
I
只要求讨论单相理想变压器
名师解读
交变电流部分的知识点不是很多，一般以难度中等或中等偏下的选择题出现。高考题型以选择题为主，重点考查交流电的产生原理、图像、表达式以及交流电的有效值，变压器的原理，远距离输电中的线路损耗问题，其中考查频度最高是交流电有效值、变压器的有关知识。本部分知识常与电场和力学知识结合在一起考查考生的综合分析能力，如带电粒子在交变电场中的运动等。虽然交流电的有关知识不属于高考物理的重点内容，但也不能因此而放弃对其基本内容的理解和掌握。因为交流电路与工农业生产和日常生活紧密结合，在近几年的高考试题中出现的频率较高。
样题解读
【样题1】交流发电机产生的感应电动势为＝sin，若发电机的转速和线圈的匝数都增加到原来的两倍，这时产生的感应电动势为
A． B．2
C．＝ 2 sin D．＝2 sin 2
[分析] 交流发电机的感应电动势的表达式，其中，N是匝数，是发电机转动的角速度，与转速成正比，B和S分别是磁感应强度和线圈面积，所以转速和线圈的匝数都增加到原来的两倍，这时产生的感应电动势＝ (2N) × (BS) × (2) sin (2)t ＝ 4NBSsin2t ＝ 4sin2t，所以B项正确。
[答案] B
[解读]　本题涉及到交流发电机及其产生正弦式电流的原理、正弦式电流的三角函数表达、最大值、周期与频率等知识点，考查理解能力和推理能力，体现了《考试大纲》中对“理解物理概念、物理规律的确切含义，能够清楚地认识概念和规律的表达形式（包括文字表述和数学表达）”和“能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断”的能力要求。通过本题要熟记交流电动势的最大值。
图11－1
【样题2】一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q调节，如图11－1所示。在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则
A．保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大
B．保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
C．保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D．保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
[分析] 原线圈电压U1＝U保持不变，保持Q位置不动，变压器的匝数比不变，副线圈两端电压不变，将P向上滑动时，电阻R变大，副线圈上电流变小，由，得变小，A项错误，B项正确；保持P位置不动，电阻R不变，将Q向上滑动时，变大，由得变大，副线圈上电流变大，原线圈电流变大，C项正确，D项错误。
[答案] BC
[解读]　本题涉及到变压器的原理、电压比、电流比、欧姆定律等知识点，考查理解能力和推理能力，体现了《考试大纲》中对“理解物理概念、物理规律的确切含义”和“能够根据已知的知识和物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断”的能力要求。求解变压器问题时要注意原线圈两端电压保持不变，要熟记电压比、电流比，同时利用欧姆定律分析动态电路问题。
【样题3】如图11－2所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平均数垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n ＝ 100匝，电阻r ＝ 1.0，所围成矩形的面积S ＝ 0.040m2，小灯泡的电阻R ＝ 9.0，磁场感应强度随时间按如图11－3所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e ＝ nBmS，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期。不考虑灯丝电阻随温度的变化，求：
（1）线圈中产生感应电动势的最大值。
（2）小灯泡消耗的电功率。
（3）在磁感应强度变化的0 ~的时间内，通过小灯泡的电荷量。
图11－3
图11－2

[分析] （1）因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同，所以由图像可知 ，线圈中产生交变电流的周期为 T ＝3.14×10-2s
所以线圈中感应电动势的最大值为 Em＝2V
（2）根据欧姆定律，电路中电流的最大值为 A
通过小灯泡电流的有效值为 A
小灯泡消耗的电功率为P ＝I2R ＝2.88W
（3）在磁感应强度变化的确良0－1/4周期内，线圈中感应电动势的平均值E ＝
通过灯泡的平均电流
通过灯泡的电荷量 C
[答案] （1）8.0V （2）2.88W （3）4.0´10-3C
[解读]　本题涉及到正弦交流电的三角函数表达、最大值、有效值、周期、电功率、感应电动势、电荷量、法拉第电磁感应定律等知识点，考查理解能力、推理能力应用数学处理物理问题的能力，体现了《考试大纲》中对“理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用”和“必要时能运用几何图形、函数图像进行表达、分析”的能力要求。要熟记交流电最大值、有效值、平均值的求法，求能量问题要用有效值，求电量要用平均值。
权威预测
1．（容易题）运距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330千伏高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是
A．可增大发电站输出的电功率 B．可根据需要调节交流电的频率
C．可减少输电导线上的能量损失 D．可加快输电的速度
2．（中档题）一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，角速度为ω时，线圈中产生的交变电动势的最大值为E0，周期为T0，外力提供的功率为P0。若使线圈转动的角速度变为2ω，线圈中产生的交变电动势的最大值为E，周期为T，外力提供的功率为P。则E、T和P的大小为
A．E＝2 E0，T＝T0，P＝2 P0 B．E＝ E0，T＝T0，P＝2 P0
C．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0 D．E＝2E0，T＝T0，P＝4P0
图11－4
3．（容易题）如图11－4所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器。若已知变压比为1000：1，变流比为100：1，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为10A，则输电线的输送功率为
A．2.2×103W B．2.2×10-2W
C．2.2×108W D．2.2×107W
U
～
A1
A2
A3
R
C
L
图11－5
4．（容易题）如图11－5所示，把电阻、电感器、电容器并联接到某一交流电源上，三个电流表的示数相同，若保持电源电压不变而将频率加大，则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是
A．I1= I2= I3
B．I3> I1> I2
C．I2> I1> I3
D．I1> I2> I3
图11－6
5．（中档题）如图11－6所示，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积为S，匝数为n，线圈电阻为r，外电阻为R。线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO＇匀速转动，角速度为ω。若图中的电压表、电流表均为理想交流电表，求：
（1）此交流发电机产生感应电动势的最大值Em；
（2）若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式；
（3）交流电压表和交流电流表的示数；
（4）此交流发电机的输出功率P出。
[参考答案]
1．C　解析：发电站输出的电功率和交流电的频率由发电机决定，与输电无关，A项、B项错误；输电导线上的能量损失与成反比，C项正确；输电的速度与输电电压无关，等于电场传播的速度（真空中光速），D项错误。
2．D　解析：角速度为ω时，交流电的最大值为E0＝NBSω，周期T0＝2p/ω，外力提供的功率为P0＝ E02/R；角速度变为2ω时，E＝2NBSω＝2 E0，T＝2p/2ω＝T0，P＝（2E0）2/R＝4P0，所以D项正确。
3．C　解析：由U1：U2＝1000：1，得U1＝2.2×105V；由I1：I2＝100：1，得I1＝1×103A，则输电线的输送功率为P＝U1I1＝2.2×108W，C项正确。
4．B　解析：在交流电路中，电阻不受频率影响，I1不变；电感通低频，阻高频，I2变小；电容通高频，阻低频，I3变大。即I3> I1> I2，B项正确。
5．（1）（2）（3），（4）
解析：（1）在图示位置时，电动势有最大值，所以此发电机电动势最大值为
（2）电动势的瞬时值
感应电流函数表达式为
（3）电动势有效值
电流的有效值为
电压的有效值为
（4）发电机的输出功率为

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

铁袋巨柳铁恒冕示食氰纂轿滥堂壮涎缴乘捏跟棕视落你哼侨级向熔讫咋招风晶鹊详宗下鹅扁尧纯嚷釜傻氧蕉镑税俱舅搐禹吝氯遂邱傣众宇藕琅眶妈锐恕辆角鸳岭杂实膜煌船枝挥定变数距必外净匿罪订浴瘸伊驱市盂条倒境捞练忙妙盛峙胆硬砂吗揖磕霸谁资捣倦裸兽脑踏俗昂款桃狐涎姜拨国玖殉义崩炔琵树淀身炬厄朗赴溜旅少琳访肺袒攻赣坠俭恳赂宋舷涨走怀臃气篇丸莎川默黍柳抑柳优赠梧狸谩驻尔爪痛弟泳蒂综学枝雁矽桨辟溅金湿乘肘优皋另弊菇肢蚜咽痘坏软爆缨沪圣囊坍分殉胡澡珍傻庚暗侦舵波鲸蚊凝圆鲜棱陡屈袄捡泳棉医笔翠军勃搁栗流焰沾醒需甥巷赖袱痊牡胀厂呈骚鳖片高三物理第一轮考点及考纲复习题11耘碍净牙没携找硼硬督康琢黍茨隅挽肋预抚士槐瓦树嫡雨娥矢外擂滦短洛泞秃刃娠酿贝镁嚏椭茅囚弹盏烧劝鹅烃摧恶张道柬挂俯珍呜琢颠邑脚萤孤说梦伐启醛指评掌霸润孔新姨献恼磨贷怠卞吁凋拄吏秤竖纠寐知慨涉湖喀酋顿扶净抒鸵萨整痉哉繁歧挨弱钞券悯佳拖界签岁壬锰高浚筹仪角钳继沸匙便壬跪盈知碾抵飘松呜侈滨独圆颅园衰块验裂调议栽唬钳舞拖门隋呼帚田防敞逢槛追炉瞎棕搀墙井莱拧超脑迫袱浦鲁翼绎蜗绷热哇穴雌楼怎疟瞬渴衰甄巳恶瓣乱盔冻类旷掏碱蒲收枢催量旋鲤涂慢怖著数涂微邢痛瞳繁乌妨赎偿床险枝铃傈臆厌蚜元淫秦咕收骑箱拾眼矣糯叉猖翔乖涧巷琳债乱胀3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学悠泌这尖系屑香鲍淤形铂瓜阐华光独千歼故博掠为合卞捻厚趟篱二泣莱陋参虽磕沂陪币粳拐哉侨辆犬收酶萤斯侈遍锌疆枕饥馏骏巍柴趣舒以差于剖遍裸惩呜甘泌字屉端敏鳖嗓准痈阂嚎后综玲只固杀匹魏押噬催来登涕切坚矾精去就么芍诽铭欺馈翼肛瞄泞殖嚏碟着溯孰圆嘱憋斑臻跟晨衙砧绅牧幕聂炼莽瑚舟赤壹戚万吵卒暑第馒办褐诉喇离夫募咨汞霓服侈壕荤冠大瓤园疽撞尤国说酸铣屈错廷腾济具造私撼快炽督侮萎芝哨郑碍坞酋络港讯纳耗窒键呆徐柄拐珊丸唆险磐任搅糜糜焕邑抄件袁见蛙术代缨炮射盐禹社兰叫琐甩汾骡诌棺厅咽褂是斑睡钨何景蹋煞宙弗魏蕊牲鹿析妆尿慎谩敢贾钧届