考向21交变电流-备战2022年高考一轮复习考点微专题解决目标及考点:1.交流电中的四值问题2.变压器原理3.远距离输电【例题1】如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R＝10Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10V.图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图象，则()A.电阻R上的电功率为20WB.t＝0.02s时，R两端的电压瞬时值为零C.R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1cos100πtVD.通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝14.1cos50πtA【例题1】【答案】C【解析】电阻R上的电功率为P＝＝10W，选项A错误；由题图乙知t＝0.02s时磁通量变化率最大，R两端的电压瞬时值最大，选项B错误；R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1cos100πtV，选项C正确；通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝＝1.41cos100πtA，选项D错误.【例题2】如图10所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1＝20cm，ad边长l2＝25cm，放在磁感应强度B＝0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n＝3000r/min的转速匀速转动，线圈电阻r＝1Ω，外电路电阻R＝9Ω，t＝0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里.求：(π≈3.14)(1)t＝0时感应电流的方向；(2)感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈外力做的功；(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量.【例题2】【答案】(1)感应电流方向沿adcba(2)e＝314cos(100πt)V(3)98.6J(4)0.1C【解析】(1)根据右手定则，线圈感应电流方向为adcba.(2)线圈的角速度ω＝2πn＝100πrad/s小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com题图位置的感应电动势最大，其大小为Em＝NBl1l2ω代入数据得Em＝314V感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcosωt＝314cos(100πt)V.(3)电动势的有效值E＝线圈匀速转动的周期T＝＝0.02s线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即W＝I2(R＋r)T＝·T代入数据得W≈98.6J.(4)从t＝0时起线圈转过90°的过程中，Δt内流过电阻R的电荷量：q＝·Δt＝Δt＝＝，代入数据得q＝0.1C.一、交流电四值问题1.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＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nBSωsinωt电压u＝Umsinωt＝sinωt电流i＝Imsinωt＝sinωt2.交变电流瞬时值表达式的书写(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式Em＝nBSω求出相应峰值.(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式.如：①线圈从中性面位置开始转动，则i－t图象为正弦函数图象，函数式为i＝Imsinωt.②线圈从垂直于中性面的位置开始转动，则i－t图象为余弦函数图象，函数式为i＝Imcosωt.二、变压器原理理想变压器(1)没有能量损失(绕线无电阻、铁芯无涡流)(2)没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)基本关系功率关系根据能量守恒可得：原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即P入＝P出电压关系原、副线圈的电压之比等于其匝数之比，公式：＝，与负载、副线圈的个数无关小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com电流关系(1)只有一个副线圈时：＝(2)有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn频率关系f1＝f2(变压器不改变交变电流的频率)三、电能的输送如图所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户的电压为U′，输电线总电阻为R.1.输出电流I＝＝＝.2.电压损失(1)ΔU＝U－U′(2)ΔU＝IR3.功率损失(1)ΔP＝P－P′(2)ΔP＝I2R＝()2R4.减少输电线上电能损失的方法(1)减小输电线的电阻R.由R＝ρ知，可加大导线的横截面积、采用电阻率小的材料做导线.(2)减小输电线中的电流.在输电功率一定的情况下，根据P＝UI，要减小电流，必须提高输电电压.考点:交流电四值【例题3】某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电流的图象如图1所示，由图中信息可以判断()A．在A、C时刻线圈处于中性面位置...