高考物理素养提升专题14交变电流产生及“有效值”理解(解析).docx

该【高考物理素养提升专题14交变电流产生及“有效值”理解(解析) 】是由【春天春雨】上传分享，文档一共【8】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【高考物理素养提升专题14交变电流产生及“有效值”理解(解析) 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)涵养提高微打破14交变电流的产生及“有效值”的理解——培养等效思想交变电流的有效值交变电流的有效值是依照电流经过电阻时产生的热效应定义的,即让交变电流和直流电流经过相同的电阻,在相同的时间里若产生的热量相同,则交变电流(电压)的有效值就等于这个直流电流(电压)的值,即求解交变电流有效值问题必定在相同电阻、相同时间、相同热量的“三同”原则下求解。【2018·全国III卷】一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦交变电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值为u0,周期为T,以下列图。则Q方:::::1【答案】D【剖析】依照题述,正弦交变电流的电压有效值为u0,而方波交流电的有效值为u0,依照焦耳定律2和欧姆定律,Q=I2RT=U2T,可知在一个周期T内产生的热量与电压有效值的二次方成正比,Q方∶QR正=u02∶(u0)2=2∶1,选项D正确。21/7高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)点睛此题将正弦交变电流和方波交变电流、有效值、焦耳定律有机交融。解答此题常有错误是:一是把方波交变电流视为正弦交变电流;二是认为在一个周期T内产生的热量与电压有效值,以致错选B;三是比值颠倒,以致错选C。【涵养解读】此题观察了交流电的有效值计算和焦耳定律热效应的计算,表现了物理科学思想中的等效思想。一、(1)产生:在匀强磁场中,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。(2)图像:用以描述交变电流随时间变化的规律,若是线圈从中性面地址开始计时,其图像为正弦曲线。如图甲、乙所示。(1)周期(T):交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间,单位是秒(s),公式T=ω。(2)频率(f):交变电流在1s内完成周期性变化的次数。单位是赫兹(Hz)。(3)周期和频率的关系:T=1。(从中性面开始计时)(1)电动势e=Emsinωt=nBSωsin_ωt。Em(2)电流i=Imsin_ωt=R+rsinωt。EmRmsin_ωt=R+rsinωt。(3)电压u=U【典例1】一台发电机的结构表示图以下列图,其中N、S是永久磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯,铁芯外套有一矩形线圈,线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动。磁极与铁芯之间的缝隙中形成沿半径方向的辐向磁场。从以下列图地址开始计时,规定此时电动势为正当,高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)2/7高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)选项图中能正确反响线圈中的感觉电动势e随时间t的变化规律的是【答案】D【剖析】由于磁场为沿半径的辐向磁场,可以认为磁感觉强度的大小不变,线圈向来垂直切割磁感线,所以产生的感觉电动势大小不变,由右手定则可知,线圈转动一周,产生的感觉电动势的方向改变两次,选项D正确。【涵养解读】此题交流电的产生,交流电的主要特色是电流方向随时间发生周期性变化,侧重物理知识与生活实践相结合的观察。二、。对于正弦式交流电,其有效值和峰值的关系为E=Em,U=Um,I=Im。(1)计算有效值时要注意依照电流的热效应,抓住“三同”:“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解。U2(2)利用两类公式Q=I2Rt和Q=Rt可分别求得电流有效值和电压有效值。(3)若图像部分是正弦(或余弦)交流电,其中从零1周期整数倍的部分可直接应用正弦(或最大值)开始的4式交变电流有效值与最大值间的关系Im=2I、Um=2U求解。【典例2】【2019·遂宁检测】以下列图为一交变电流随时间变化的图像,其中电流的正当为正弦曲线的正半高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)3/7高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)周,其最大值为Im;电流的负值的大小为Im,【答案】C【剖析】设该交变电流的有效值为I,取一个周期时间,由电流的热效应得:Im2-222R×1×10s+ImR×1×10-22-23s=IR×2×10s,解得:I=2Im,故C正确。【涵养解读】此题观察非正弦交流电的有效值问题,依照焦耳定律热效应的计算可求得结果,除了有效值还要注意区分交变电流的最大值,瞬市价、平均值等。,第一次小灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图甲所示);第二次小灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的,灯丝电阻保持不变,,,、二次,小灯泡的电功率之比是2∶、二次,小灯泡的电功率之比是1∶52.(多项选择)边长为L的正方形线框在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动,产生的感觉电流的最大值为Im,设小灯泡的电阻为R,其他电阻不计。从以下列图地址开始计时,则高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)4/7高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)==.【2019·开封模拟】如图甲所示为一台小型发电机结构表示图,线圈沿逆时针方向转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示。发电机线圈内阻为1Ω,外接小灯泡的电阻为9Ω恒定不变,-2s时辰,××10-2s时辰,穿过线圈的磁通量变化率最大4.【2019·洛阳高三联考】(多项选择)以下列图,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感觉强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R,?R+r?°的过程中,经过电阻R的电荷量为2?R+r?高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)5/7高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版),电阻R上产生的焦耳热为4?R+r?°时经过电阻R的电流为2?R+r?,小灯泡两端电压的有效值为1=U0,功率P1U12=U02。第二次,设小灯泡两端电压的有U2=R2R02T?-U0?2TU225U225U02效值为U2,则?2U?T,解得U2==,则P1∶P2=1∶5,R·+R·=RU0,功率P2=R2222R故A、B、C错误,D正确。2EmBL2ω正确;=BLω,则电流的最大值Im=R=R,选项AE中电流为最大值时开始计时,故电路中电流的瞬市价表达式应为i=Imcosωt,选项B错误;电流表的读数为有效值,为I=22122Im,选项C错误;小灯泡的电功率P=IR=2ImR,选项D正确。,发电机产生电动势的最大值为62V,电动势的有效值是6V,电压表测量的是小灯泡两端的电压,所以电压表示数为9U221+9×6V=,A错误;发电机的输出功率=9W=P=R-2W,B错误;在t=1×10s时辰,由题图乙可知此时的电动势为零,那么此时穿过线圈的磁通量最大,感觉电动势与磁通量的变化率成正比,该时辰穿过线圈的磁通量变化率为零,C正确,D错误。高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)6/7高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)=NBSω,有效值E=Em=NBSω,电压表的示数为路端电压的有效值U=R电动势的最大值22R+rE=NBSωR,A正确;线圈转过30°的过程中,经过电阻R的电荷量q=NΔΦN?BS-BSsin60?°2?R+r?R+r==R+r31-2NBS22π222ωRπR+r,B错误;在线圈转过一周的时间内电阻R上产生的热量Q=U·=NBS,C错误;Rω?R+r?2电流的最大值为Im=Em=NBSω,电流的瞬市价表达式为i=Imsinωt,线圈从图示地址转过30°时,ωtR+rR+rπi=ImNBSω,D正确。=,此时的电流为=622?R+r?高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)7/7高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)高考物理修养提高专题14交变电流产生及“有效值”理解(分析版)