高中物理電流教案

20xx高考物理復(fù)習知識點：交變電流的產(chǎn)生及描述。

20xx高考物理復(fù)習知識點：交變電流的產(chǎn)生及描述

第1課時正弦交流電的圖象
例1.(09·福建·16)一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5.0，則外接一只電阻為95.0的燈泡，如圖乙所示，則()
A.電壓表○v的示數(shù)為220v
B.電路中的電流方向每秒鐘改變50次
C.燈泡實際消耗的功率為484w
D.發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2J
小結(jié)：
變式：名師導(dǎo)學P117例1
反饋練習：
1.(08·廣東·5)小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示。此線圈與一個R=10Ω的電阻構(gòu)成閉合電路，不計電路的其他電阻。下列說法正確的是()
A.交變電流的周期為0.125s
B.交變電流的頻率為8Hz
C.交變電流的有效值為A
D.交變電流的最大值為4A
2.(10廣東卷)圖7是某種正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的()
A.周期是0.01S
B.最大值是311V
C.有效值是220V
D.表達式為U=220sin100πt(V)
3.課時練習60P247第1-5題
第2課時非正弦交變電流有效值的計算
例題：如圖表示一交變電流隨時間變化的圖象，此交變電流的有效值是()
A.B.5A
C.D.3.5A
小結(jié)：
變式1：給額定功率60W、額定電壓220V的白熾燈加上如圖所示的電壓，恰使燈正常發(fā)光，則所加電壓U0的大小約為()
A.220VB.310V
C.350VD.440V
變式2：如圖表示一交變電流隨時間變化的圖象，此交變電流的有效值是()
A.B.
C.D.
反饋練習：
課時練習61P248第3、4題

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20xx高三物理考點解析：交變電流的產(chǎn)生及描述

20xx高三物理考點解析：交變電流的產(chǎn)生及描述

考點38交變電流的產(chǎn)生及描述
考點名片
考點細研究：(1)交變電流的產(chǎn)生；(2)交變電流的圖象；(3)正弦交變電流的函數(shù)表達式、峰值和有效值等。其中考查到的如：20xx年全國卷第21題、20xx年四川高考第4題、20xx年天津高考第7題、20xx年山東高考第17題、20xx年福建高考第15題等。
備考正能量：本考點一般以選擇題形式考查，命題多集中于考查基本概念，如交變電流的峰值、有效值、頻率等。命題常結(jié)合交變電流的圖象考查有效值的計算，單獨考查交變電流產(chǎn)生的較少，通常和變壓器結(jié)合考查。

一、基礎(chǔ)與經(jīng)典
1．在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢的圖象如圖乙所示，則()

A．t＝0.005s時線框的磁通量變化率為零
B．t＝0.01s時線框平面與中性面重合
C．線框產(chǎn)生的交變電動勢有效值為311V
D．線框產(chǎn)生的交變電動勢頻率為100Hz
答案B
解析線框中感應(yīng)電動勢與磁通量的變化率成正比，而t＝0.005s時e最大，A錯誤。t＝0.01s時e＝0，B正確。電動勢有效值E＝311×V≈220V，C錯誤。周期T＝0.02s，頻率f＝＝50Hz，D錯誤。
2.一邊長為L的正方形單匝線框繞垂直于勻強磁場的固定軸轉(zhuǎn)動，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化情況如圖所示。已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，則結(jié)合圖中所給信息可判定()

A．t1時刻穿過線框的磁通量為BL2
B．t2時刻穿過線框的磁通量為零
C．t3時刻穿過線框的磁通量變化率為零
D．線框轉(zhuǎn)動的角速度為
答案D
解析t1時刻，感應(yīng)電動勢最大，穿過線框的磁通量應(yīng)為零，A錯誤；t2時刻，穿過線框的磁通量最大為Φm＝BL2，B錯誤；t3時刻，感應(yīng)電動勢最大，則磁通量變化率也最大，C錯誤；交變電流的最大值為Em＝BL2ω，則ω＝，D正確。
3.一正弦式電流的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知()

A．該交變電流的電壓瞬時值的表達式為u＝100sin25t(V)
B．該交變電流的頻率為4Hz
C．該交變電流的電壓的有效值為100V
D．若將該交流電壓加在阻值為R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率是50W
答案D
解析由題圖可知，交變電流周期T＝4×10－2s，峰值電壓Um＝100V，故交變電流的頻率f＝＝25Hz，有效值U＝＝50V。加在R＝100Ω的電阻上時的熱功率P＝＝50W，瞬時值表達式u＝Umsint＝100sin50πt(V)，故正確選項為D。
4．圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時間的變化關(guān)系。若使這兩種電流分別通過兩個完全相同的電阻，則經(jīng)過1min的時間，兩電阻消耗的電功之比W甲W乙為()

A．1∶B．1∶2C．1∶3D．1∶6
答案C
解析計算電功時，I要用有效值。圖甲中，由有效值的定義得2R×2×10－2＋0＋2R×2×10－2＝IR×6×10－2，得I1＝A；圖乙中，電流的值不變，I2＝1A，由W＝I2Rt可以得到W甲W乙＝13。C正確。
5.如圖所示電路，電阻R1與電阻R2阻值相同，都為R，和R1并聯(lián)的D為理想二極管(正向電阻可看作零，反向電阻可看作無窮大)，在A、B間加一正弦交流電u＝20sin100πt(V)，則加在R2上的電壓有效值為()

A．10VB．20V
C．15VD．5V
答案D
解析電壓值取正值時，即在前半個周期內(nèi)，二極管電阻為零，R1被短路，R2上的電壓等于輸入電壓值，電壓值取負值時，即在后半周期內(nèi)，二極管電阻無窮大可看作斷路，此時R1、R2并聯(lián)，R2上的電壓等于輸入電壓值的一半，據(jù)此可設(shè)加在R2的電壓有效值為U，根據(jù)電流的熱效應(yīng)，在一個周期內(nèi)滿足T＝＋，可求出U＝5V。故選項D正確。
6.如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。電阻為R、半徑為L、圓心角為45°的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(O軸位于磁場邊界)。則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為()

A.B.C.D.
答案D
解析線框轉(zhuǎn)動的角速度為ω，進磁場的過程用時周期，出磁場的過程用時周期，進、出磁場時產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小都為I′＝，則轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值滿足：I2RT＝2R×T，解得I＝，D正確。
7．(多選)交流發(fā)電機正常工作時產(chǎn)生的電動勢e＝Emsinωt，下面說法正確的是()
A．線圈匝數(shù)減為原來的一半，而轉(zhuǎn)速增為原來的2倍，其他條件不變，則感應(yīng)電動勢的峰值不變
B．線圈匝數(shù)減為原來的一半，而轉(zhuǎn)速增為原來的2倍，其他條件不變，則感應(yīng)電流的有效值不變
C．線圈匝數(shù)減為原來的一半，而磁感應(yīng)強度增為原來的2倍，其他條件不變，則感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式不變
D．線圈由矩形變?yōu)閳A形，其他條件不變，則感應(yīng)電動勢的峰值、有效值、瞬時值的表達式均發(fā)生變化
答案ACD
解析因為Em＝nBSω，轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍，即ω變?yōu)樵瓉淼?倍，n變?yōu)樵瓉淼?，則Em不變，電壓的有效值不變，由于匝數(shù)變化引起電阻的變化，電流的有效值變化，A正確，B錯誤；根據(jù)Em＝nBSω和e＝Emsinωt，知C正確；線圈由矩形變?yōu)閳A形，線圈的面積發(fā)生變化，感應(yīng)電動勢的峰值、有效值、瞬時值的表達式均發(fā)生變化，D項正確。
8.(多選)如圖所示，在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向，線圈電阻為2Ω。從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉(zhuǎn)過60°時的感應(yīng)電流為1A。那么()

A．線圈消耗的電功率為4W
B．線圈中感應(yīng)電流的有效值為2A
C．任意時刻線圈中的感應(yīng)電動勢為e＝4cost(V)
D．任意時刻穿過線圈的磁通量為Φ＝sint(Wb)
答案AC
解析線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω＝，從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，當線圈轉(zhuǎn)過60°時，電流的瞬時值表達式為i＝Imcos60°＝1A，解得Im＝2A，則正弦交變電流的有效值I＝＝A，B錯誤；線圈消耗的電功率P＝I2R＝4W，A正確；由歐姆定律可知，感應(yīng)電動勢的最大值Em＝ImR＝4V，所以瞬時值的表達式為e＝4cost(V)，C正確；通過線圈的磁通量Φ＝Φmsinωt＝Φmsint，由感應(yīng)電動勢的最大值Em＝BSω＝Φm×，得Φm＝，解得Φ＝sint＝sint(Wb)，D錯誤。
9.(多選)如圖所示，如果交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子有n匝線圈，每匝線圈所圍面積為S，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，勻速轉(zhuǎn)動角速度為ω，線圈電阻為r，外電路電阻為R。在線圈由圖中實線位置勻速轉(zhuǎn)動90°到達虛線位置過程中，下列說法正確的是()

A．通過R的電荷量q＝
B．通過R的電荷量q＝
C．電阻R上產(chǎn)生的熱量為QR＝
D．電阻R上產(chǎn)生的熱量為QR＝
答案BC
解析通過R的電荷量為q＝＝；在線圈由題圖中實線位置勻速轉(zhuǎn)動90°到達虛線位置過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為QR＝I2R××＝2R＝，B、C正確。
10.(多選)如圖所示，垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場以虛線為界，虛線左側(cè)磁場范圍足夠大，單匝矩形線圈的中軸線與磁場邊界重合，線圈以恒定的角速度ω繞中軸線轉(zhuǎn)動，線圈所圍面積為S，線圈導(dǎo)線的總電阻為R。t＝0時刻線圈平面與紙面重合，則下列說法正確的是()

A．t時刻線圈中電流的瞬時值為sinωt
B．線圈中電流的有效值為
C．線圈中電流的最大值為
D．線圈消耗的電功率為
答案AB
解析電動勢的最大值應(yīng)為Em＝，t＝0時，e＝0，因此電動勢瞬時值表達式應(yīng)為e＝BSωsinωt，電流瞬時值表達式為i＝sinωt，A項正確；電流的有效值I＝，最大值Im＝，B項正確，C項錯誤；線圈消耗的電功率P＝I2R＝，D項錯誤。
二、真題與模擬

11．20xx·全國卷](多選)如圖，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面?，F(xiàn)使線框M、N在t＝0時從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面、且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則()
A．兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交流電
B．兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于T
C．在t＝時，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等
D．兩導(dǎo)線框的電阻相等時，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等
答案BC
解析本題中導(dǎo)線框的半徑旋轉(zhuǎn)切割磁感線時產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電流，故A項錯誤；兩導(dǎo)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流的周期與線框轉(zhuǎn)動周期相同，B項正確；在t＝時，兩導(dǎo)線框切割磁感線的導(dǎo)線長度相同，且切割速度大小相等，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等，均為E＝BR2ω，C項正確；兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流隨時間變化的圖象如圖所示，故兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值不相等，D項錯誤。

12.20xx·四川高考]小型手搖發(fā)電機線圈共N匝，每匝可簡化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場視為勻強磁場，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈繞OO′勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示。矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都是e0，不計線圈電阻，則發(fā)電機輸出電壓()

A．峰值是e0B．峰值是2e0
C．有效值是Ne0D．有效值是Ne0
答案D
解析根據(jù)題意，小型發(fā)電機輸出電壓的峰值為Em＝2Ne0，A、B項均錯誤；對于正弦式交變電流，峰值與有效值E的關(guān)系滿足E＝，故有效值為Ne0，C項錯誤，D項正確。
13．20xx·天津高考](多選)如圖1所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖2中曲線a、b所示，則()

A．兩次t＝0時刻線圈平面均與中性面重合
B．曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23
C．曲線a表示的交變電動勢頻率為25Hz
D．曲線b表示的交變電動勢有效值為10V
答案AC
解析線圈經(jīng)過中性面時不切割磁感線，此時感應(yīng)電動勢為零，選項A正確；由圖可知曲線a、b的周期之比為23，則對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為32，選項B錯誤；曲線a的周期為Ta＝4×10－2s，其頻率為fa＝＝25Hz，選項C正確；曲線a、b表示的交變電流的峰值之比為＝＝，又Ema＝15V，則Emb＝10V，Ub＝Emb＝5V，選項D錯誤。
14．20xx·山東濰坊段考]通過一阻值R＝100Ω的電阻的交變電流如圖所示，其周期為1s。電阻兩端電壓的有效值為()

A．12VB．4V
C．15VD．8V
答案B
解析電流產(chǎn)生的熱量與其方向無關(guān)，在一個周期內(nèi)電流根據(jù)大小可分為兩段。I1＝0.1A的時長t1＝0.8s，I2＝0.2A的時長t2＝0.2s。根據(jù)有效值的定義有IRt1＋IRt2＝·T，其中T＝1s。解得U＝4V，B正確。
15．20xx·蘇州模擬](多選)圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，為交流電流表。線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示。以下判斷正確的是()

A．電流表的示數(shù)為10A
B．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/s
C．0.01s時線圈平面與磁場方向平行
D．0.02s時電阻R中電流的方向自右向左
答案AC
解析根據(jù)it圖象可知，交流電的最大值為10A，所以電流表的示數(shù)(有效值)為10A，A正確。交流電的周期T＝0.02s，線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω＝＝100πrad/s，B錯誤。0.01s時，感應(yīng)電流達到峰值，線圈平面與磁場方向平行，C正確。0.02s時，線圈又回到題圖所示位置，根據(jù)右手定則可以判斷，電阻R中電流的方向自左向右，D錯誤。
16．20xx·四川聯(lián)考]用220V的正弦交流電通過理想變壓器對一負載供電，變壓器輸出電壓是110V，通過負載的電流圖象如圖所示，則()

A．變壓器輸入功率約為3.9W
B．輸出電壓的最大值是110V
C．變壓器原、副線圈匝數(shù)比是1∶2
D．負載電流的函數(shù)表達式i＝0.05sinA
答案A
解析由題圖可知通過負載的電流最大值為Im＝0.05A，周期T＝0.02s，故電流的函數(shù)表達式i＝Imsint＝0.05sin100πt(A)，D錯誤；理想變壓器匝數(shù)比等于電壓比，即n1n2＝U1U2＝21，C錯誤；輸出電壓U2＝110V，其最大值U2m＝U2＝110V，B錯誤；理想變壓器輸入功率等于輸出功率，即輸入功率P＝I2U2＝×110W≈3.9W，A正確。
17．20xx·唐山模擬]一個U形金屬線框在勻強磁場中繞OO′軸以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，通過導(dǎo)線給同一電阻R供電，如圖甲、乙所示。其中甲圖中OO′軸右側(cè)有磁場，乙圖中整個空間均有磁場，兩磁場磁感應(yīng)強度相同。則甲、乙兩圖中交流電流表的示數(shù)之比為()

A．1B．12C．14D．11
答案A
解析題圖甲中的磁場只在OO′軸的右側(cè)，所以線框只在半周期內(nèi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，如圖甲，電流表測得是有效值，由有效值的定義可得：R·＋0＝I2RT解得有效值I＝。題圖乙中的磁場布滿整個空間，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流如圖乙，所以I′＝，則II′＝1，即A正確。

18．20xx·廣東深圳調(diào)研]矩形線框繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電，電動勢瞬時值表達式為e＝220·sin100πt(V)，下列說法正確的是()
A．t＝0時刻穿過線框的磁通量為零
B．電動勢的有效值為220V
C．交流電的周期為0.01s
D．若轉(zhuǎn)速增大1倍，其他條件不變，則電動勢瞬時值表達式為e＝440sin100πt(V)
答案B
解析t＝0時刻，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為0，即穿過線框的磁通量的變化率為零，此時線框與中性面重合，穿過線框的磁通量最大，選項A錯誤；根據(jù)電動勢瞬時值表達式，該交流電電動勢的最大值Em＝220V，故電動勢的有效值E＝＝220V，選項B正確；該交流電的角速度ω＝＝100π(rad/s)，故交流電的周期為0.02s，選項C錯誤；若轉(zhuǎn)速增大1倍，其他條件不變，則ω變?yōu)樵瓉淼?倍，由最大值Em＝NBSω得，最大值變?yōu)樵瓉淼?倍，則電動勢瞬時值表達式為e＝440sin200πt(V)，選項D錯誤。
19．20xx·浙江嘉興期末](多選)某興趣小組利用如圖所示裝置給小燈泡供電。矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強度大小為B的水平勻強磁場中，線框電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，并通過變壓器給小燈泡供電。下列說法正確的是()

A．圖示位置穿過線框的磁通量為零
B．圖示位置線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零
C．使用變壓器的目的是為了提高輸出功率
D．若燈泡偏暗，可通過減少原線圈匝數(shù)來提高燈泡亮度
答案BD
解析圖示位置穿過線圈的磁通量最大，線圈平面與中性面重合，感應(yīng)電動勢為零，選項A錯誤，選項B正確；變壓器只能改變電壓，不能提高輸出功率，選項C錯誤；根據(jù)＝，減少原線圈的匝數(shù)可以增加副線圈的電壓，使偏暗的燈泡變亮，選項D正確。

一、基礎(chǔ)與經(jīng)典
20.如圖所示，N＝50匝的矩形線圈abcd，ab邊長l1＝20cm，ad邊長l2＝25cm，放在磁感應(yīng)強度B＝0.4T的勻強磁場中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO′軸以n＝3000r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，線圈電阻r＝1Ω，外電路電阻R＝9Ω，t＝0時，線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里。

(1)在圖中標出t＝0時感應(yīng)電流的方向；
(2)寫出線圈感應(yīng)電動勢的瞬時表達式；
(3)線圈轉(zhuǎn)一圈外力做功多大？
(4)從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中流過電阻R的電荷量是多大？
答案(1)adcba(2)e＝314cos100πt(V)(3)98.6J(4)0.1C
解析(1)線圈感應(yīng)電流的方向為adcba。
(2)n＝3000r/min＝50r/s，所以線圈的角速度ω＝2πn＝100πrad/s。
圖示位置的感應(yīng)電動勢最大，其大小為Em＝NBSω＝NBl1l2ω，代入數(shù)據(jù)得Em＝314V。
電動勢的表達式e＝Emcosωt＝314cos100πt(V)。
(3)電動勢的有效值E＝，線圈勻速轉(zhuǎn)動的周期T＝＝0.02s，線圈勻速轉(zhuǎn)動一周，外力做功大小等于電功的大小，即W＝I2(R＋r)T＝2(R＋r)T，代入數(shù)據(jù)得W≈98.6J。
(4)從t＝0起轉(zhuǎn)過90°的過程中，Δt內(nèi)流過R的電荷量q＝Δt＝＝，代入數(shù)據(jù)得q＝0.1C。
二、真題與模擬
21．20xx·豫南九校聯(lián)盟聯(lián)考]某興趣小組設(shè)計了一種發(fā)電裝置，如圖所示。在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角α均為π，磁場均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l。線圈以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，bc和ad邊同時進入磁場。在磁場中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強度大小均為B、方向始終與兩邊的運動方向垂直。線圈的總電阻為r，外接電阻為R。求：

(1)線圈切割磁感線時，感應(yīng)電動勢的大小Em；
(2)線圈切割磁感線時，bc邊所受安培力的大小F；
(3)外接電阻上電流的有效值I。
答案(1)2NBl2ω(2)(3)
解析(1)因為磁場的方向是輻向的，則線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，bc和ad邊總是垂直切割磁感線，其兩邊的運動速度：v＝ω·
bc和ad邊同時切割相當于兩電源串聯(lián)，
Em＝2NB·2lv＝4NBlv
聯(lián)立兩式解得Em＝2NBl2ω
(2)線圈中的感應(yīng)電流大小恒定，方向做周期性變化，電流Im＝
又由F＝NB·Im·2l＝2NBIml
聯(lián)立解得F＝。
(3)一個周期內(nèi)，產(chǎn)生電流的時間t＝T
根據(jù)交流電有效值的定義有Q＝IRt＝I2RT
聯(lián)立解得I＝。
22．20xx·連云港調(diào)研]圖甲為一臺小型發(fā)電機的示意圖，單匝線圈逆時針轉(zhuǎn)動。若從中性面開始計時，產(chǎn)生的電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為1.0Ω，外接燈泡的電阻為9.0Ω。求：

(1)寫出流經(jīng)燈泡的瞬時電流的表達式；
(2)轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的最大磁通量；
(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中，外力所做的功。
答案(1)i＝0.6sin100πt(A)(2)2.7×10－2Wb(3)7.2×10－2J
解析(1)由圖得e＝Emsinωt＝6sin100πt(V)，
則電流i＝＝0.6sin100πt(A)。
(2)Em＝BSω，Em＝6V，
ω＝100π，Φm＝BS＝＝2.7×10－2Wb。
(3)E＝＝6V，
外力所做的功W＝Q＝T＝7.2×10－2J。
23．20xx·濟寧高三抽考]如圖是一種自行車上照明用的車頭燈發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖，轉(zhuǎn)軸的一端裝有一對隨軸轉(zhuǎn)動的磁極，另一端裝有摩擦小輪。電樞線圈繞在固定的U形鐵芯上，自行車車輪轉(zhuǎn)動時，通過摩擦小輪帶動磁極轉(zhuǎn)動，使線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流，給車頭燈供電。

已知自行車車輪半徑r＝35cm，摩擦小輪半徑r0＝1.00cm，線圈有n＝800匝，線圈橫截面積S＝20cm2，總電阻R1＝40Ω，旋轉(zhuǎn)磁極的磁感應(yīng)強度B＝0.010T，車頭燈電阻R2＝10Ω。當車輪轉(zhuǎn)動的角速度ω＝8rad/s時。求：
(1)發(fā)電機磁極轉(zhuǎn)動的角速度；
(2)車頭燈中電流的有效值。
答案(1)280rad/s(2)64mA
解析(1)磁極與摩擦小輪轉(zhuǎn)動的角速度相等，由于自行車車輪與摩擦小輪之間無相對滑動，故有：ω0r0＝ωr。
解得ω0＝＝8×rad/s＝280rad/s。
(2)摩擦小輪帶動磁極轉(zhuǎn)動，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為：
Em＝nBSω0＝800×0.010×20×10－4×280V＝4.48V，
感應(yīng)電動勢的有效值：E＝＝V≈3.2V，
通過燈泡的電流有效值：
I＝＝A＝64mA。

20xx高考物理復(fù)習資料：交變電流公式

作為優(yōu)秀的教學工作者，在教學時能夠胸有成竹，作為高中教師就要精心準備好合適的教案。教案可以讓學生能夠在教學期間跟著互動起來，幫助高中教師提高自己的教學質(zhì)量。你知道如何去寫好一份優(yōu)秀的高中教案呢？下面是小編幫大家編輯的《20xx高考物理復(fù)習資料：交變電流公式》，供您參考，希望能夠幫助到大家。

20xx高考物理復(fù)習資料：交變電流公式

交變電流公式總結(jié)

1.電壓瞬時值e=Emsinωt電流瞬時值i=Imsinωt;(ω=2πf)

2.電動勢峰值Em=nBSω=2BLv電流峰值(純電阻電路中)Im=Em/R總

3.正(余)弦式交變電流有效值：E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2;I=Im/(2)1/2

4.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關(guān)系
U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出

5.在遠距離輸電中,采用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失損′=(P/U)2R;(P損′:輸電線上損失的功率，P:輸送電能的總功率，U:輸送電壓，R:輸電線電阻)〔見第二冊P198〕;

6.公式1、2、3、4中物理量及單位：ω:角頻率(rad/s);t:時間(s);n:線圈匝數(shù);B:磁感強度(T);S:線圈的面積(m2);U輸出)電壓(V);I:電流強度(A);P:功率(W)。
注:

(1)交變電流的變化頻率與發(fā)電機中線圈的轉(zhuǎn)動的頻率相同即:ω電=ω線，f電=f線;

(2)發(fā)電機中,線圈在中性面位置磁通量最大,感應(yīng)電動勢為零,過中性面電流方向就改變;

(3)有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)定義的,沒有特別說明的交流數(shù)值都指有效值;

(4)理想變壓器的匝數(shù)比一定時,輸出電壓由輸入電壓決定,輸入電流由輸出電流決定，輸入功率等于輸出功率,當負載的消耗的功率增大時輸入功率也增大，即P出決定P入;

(5)其它相關(guān)內(nèi)容：正弦交流電圖象〔見第二冊P190〕電阻、電感和電容對交變電流的作用〔見第二冊P193〕。

20xx高考物理復(fù)習知識點：電流

一名優(yōu)秀負責的教師就要對每一位學生盡職盡責，作為教師準備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容，使教師有一個簡單易懂的教學思路。關(guān)于好的教案要怎么樣去寫呢？小編為此仔細地整理了以下內(nèi)容《20xx高考物理復(fù)習知識點：電流》，供大家參考，希望能幫助到有需要的朋友。

20xx高考物理電磁學和交變電流知識點整理

20xx高考物理電磁學和交變電流知識點整理

1.若一條直線上有三個點電荷，因相互作用而平衡，其電性及電荷量的定性分布為“兩同夾一異，兩大夾一小”。

2.勻強電場中，任意兩點連線中點的電勢等于這兩點的電勢的平均值。在任意方向上電勢差與距離成正比。

3.正電荷在電勢越高的地方，電勢能越大，負電荷在電勢越高的地方，電勢能越小。

4.電容器充電后和電源斷開，僅改變板間的距離時，場強不變。

5.兩電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，同向電流相互吸引，異向電流相互排斥;兩電流不平行時，有轉(zhuǎn)動到相互平行且電流方向相同的趨勢。

6.帶電粒子在磁場中僅受洛倫茲力時做圓周運動的周期與粒子的速率、半徑無關(guān)，僅與粒子的質(zhì)量、電荷和磁感應(yīng)強度有關(guān)。

7.帶電粒子在有界磁場中做圓周運動

(1)速度偏轉(zhuǎn)角等于掃過的圓心角；

(2)幾個出射方向：

①粒子從某一直線邊界射入磁場后又從該邊界飛出時，速度與邊界的夾角相等。

②在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出——對稱性。

③剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中的軌跡與邊界相切。

(3)運動的時間：軌跡對應(yīng)的圓心角越大，帶電粒子在磁場中的運動時間就越長，與粒子速度的大小無關(guān)。

8.速度選擇器模型：帶電粒子以速度v射入正交的電場和磁場區(qū)域時，當電場力和磁場力方向相反且滿足v=E/B時，帶電粒子做勻速直線運動(被選擇)與帶電粒子的帶電量大小、正負無關(guān)，但改變v、B、E中的任意一個量時，粒子將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

9.回旋加速器

(1)為了使粒子在加速器中不斷被加速，加速電場的周期必須等于回旋周期。

(2)粒子做勻速圓周運動的最大半徑等于D形盒的半徑。

(3)在粒子的質(zhì)量、電量確定的情況下，粒子所能達到的最大動能只與D形盒的半徑和磁感應(yīng)強度有關(guān)，與加速器的電壓無關(guān)(電壓只決定了回旋次數(shù))。

)。

(4)將帶電粒子：在兩盒之間的運動首尾相連起來是一個初速度為零的勻加速直線運動，帶電粒子每經(jīng)過電場加速一次，回旋半徑就增大一次。

10.在沒有外界軌道約束的情況下，帶電粒子在復(fù)合場中三個場力(電場力、洛倫茲力、重力)作用下的直線運動必為勻速直線運動;若為勻速圓周運動則必有電場力和重力等大、反向。

11.在閉合電路中，當外電路的任何一個電阻增大(或減小)時，電路的總電阻一定增大(或減小)。

12.滑動變阻器分壓電路中，分壓器的總電阻變化情況與滑動變阻器串聯(lián)段電阻變化情況相同。

13.若兩并聯(lián)支路的電阻之和保持不變，則當兩支路電阻相等時，并聯(lián)總電阻最大;當兩支路電阻相差最大時，并聯(lián)總電阻最小。

14.電源的輸出功率隨外電阻變化，當內(nèi)外電阻相等時，電源的輸出功率最大，且最大值Pm=E2/4r。

15.導(dǎo)體棒圍繞棒的一端在垂直磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動而切割磁感線產(chǎn)生的電動勢E=BL2ω/2。

16.在變加速運動中，當物體的加速度為零時，物體的速度達到最大或最小——常用于導(dǎo)體棒的動態(tài)分析。

17.安培力做多少正功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量;安培力做多少負功，就有多少其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能，這些電能在通過純電阻電路時，又會通過電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

18.在Φ-t圖像(或回路面積不變時的B-t圖像)中，圖線的斜率既可以反映電動勢的大小，有可以反映電源的正負極。

19.交流電的產(chǎn)生：計算感應(yīng)電動勢的最大值用Em=nBSω;計算某一段時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢的平均值用定義式。

20.只有正弦交流電，物理量的最大值和有效值才存在√2倍的關(guān)系。對于其他的交流電，需根據(jù)電流的熱效應(yīng)來確定有效值。