《2022年高考物理二轮复习专题辅导资料专题电磁感应交变电流.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高考物理二轮复习专题辅导资料专题电磁感应交变电流.docx（33页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 【专题七】学习必备欢迎下载交变电流电磁感应【考情分析】电磁感应是历年高考考查的重点,年年都有考题,且多为运算题,分值高,难度大,对考生具有较高的区分度；电磁感应图象问题也是高考常考的题型之一,这类问题经常是给出电磁感应过程要求选出或画出正确的图象；这类问题既要用到电磁感应学问,又要用到数学中函数图象学问, 对运用数学学问求解物理问题的才能要求较高,问题；因此,本专题是复习中应强化训练的重要内容；【学问交汇】1感应电流（1）产生条件（2）方向判定闭合电路的部分导体做切割磁感线运动闭合电路的_发生变化左手定就：常用于情形 楞次定律：常用于情形阻碍磁
2、通量变化（增反减同）是不少同学都感到困难的（3）“ 阻碍” 的表现阻碍物体间的_（来拒去留）阻碍 _的变化（自感现象）2感应电动势的产生（1）感生电场：英国物理学家麦克斯韦的电磁理论认为,变化的磁场能在四周空间激发电场,这种电场叫感生电场感生电场是产生_的缘由（2）感生电动势：由感生电场产生的电动势称为感生电动势假如在感生电场所在的空间存在导体, 在导体中就能产生感生电动势,感生电动势在电路中的作用就是_（3）动生电动势：由于导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势产生动生电动 势的那部分导体相当于 _3感应电动势的运算（1）法拉第电磁感应定律：Ent如 B 变,而 S不变,就 E=_；如 S
3、变而 B 不变,就 E=_常用于运算 _电动势（2）导体垂直切割磁感线：E=BLv,主要用于求电动势的_值（3）如下列图,导体棒环绕棒的一端在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动而切割 磁感线产生的电动势 E=_（4）感应电荷量的运算回 路 中 发 生 磁 通 量 变 化 时 , 在 t内 迁 移 的 电 荷 量 （ 感 应 电 荷 量 ） 为qItEtR tR可见, q 仅由回路电阻和_变化量打算,与发生R磁通量变化的时间无关4交变电流的产生及表示名师归纳总结 （1）在匀强磁场里, 绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是_电流第 1 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 -
4、 - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载（2）如 N匝面积为 s 的线圈以角速度绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,从中性面开始计时,其函数形式为：e=_ ,用mE=NBs表示电动势最大值,就有Um,IIm非正弦沟通e=_其电流大小为ieEmsintIsintRRE m,U5正弦式沟通电的有效值与最大值的关系为E222电无此关系,必需依据电流的_,用等效的思想来求解6变压器的工作原理是依据 _原理来转变沟通电压的【思想方法】1判定电磁感应中闭合电路相对运动问题的分析方法向）（1）常规法：据原磁场（B原 方向及情形）楞次定律确定感应磁场（B感 方安培定就判定感应电流（I 感 方向）左手定就
5、导体受力及运动趋势（2）成效法：由楞次定律可知, 感应电流的 “ 成效”总是阻碍引起感应电流的“ 缘由” 即阻碍物体间的 _来作出判定2电磁感应中能量问题的解题思路（1）明确讨论对象、讨论过程（2）进行正确的受力分析、运动分析、感应电路分析（E 感和I感的大小、方向、变化）及相互制约关系（3）明确各力的做功情形及相伴的 _ 情形（4）利用动能定理、能量守恒定律或功能关系列方程求解3解决感应电路综合问题的一般思路是“ 先电后力”,即：先作“ 源” 的分析分别出电路中由电磁感应所产生的电源,求出电源参数 E 和 r ；再进行“ 路” 的分析分析电路结构,弄清串并联关系,求出相关部分的电流大小,以便
6、安培力的求解；然后是“ 力” 的分析分析力学讨论对象（常是金属杆、导体线圈等）的受力情形,特殊留意其所受的安培力；接着进行“ 运动” 状态的分析依据力和运动的关系,判定出正确的运动模型；最终是“ 能量”的分析查找电磁感应过程和力学对象的运动过程中其能量转化和守 恒的关系4电磁感应中电路问题的处理方法（1）用 _定律和 _定律确定感应电动势的大小和方向（2）画出 _电路,对整个回路进行分析,确定哪一部分是电源,哪一部分为 负载以及负载问的连接关系（3）运用全电路欧姆定律,串、并联电路的特点,电功率公式联立求解这一部分知 识要求娴熟运用楞次定律、电磁感应定律、焦耳定律以及能量转化与守恒定律在电磁感
7、应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动 留意 势,该导体或回路相当于电源名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载在电源内部,电流由负极流向正极,电源两端电压为路端电压一、电磁感应条件的应用线圈中产生感应电流的条件有两个,一是电路必需必合,二是穿过电路的磁通量发生变化；磁通量是否变化,要从磁场的变化、变化等因素综合考虑；回路在磁场中的面积变化、回路与磁场方向的夹角【特殊提示】 线圈中产生感应电动势的条件,只要求穿过线圈的磁通量发生变化,不必 要求线圈闭合； 无论电路闭合与否,只要磁通量
8、变化了,就肯定有感应电动势产生；这好比 一个电源： 不论外电路是否闭合,电动势总是存在的；但只有当外电路闭合时,电路中才会 有电流；【例 1】（密码原创）某同学用如下列图的装置讨论电磁感应现象；绕有铁心电 源线圈的铁心直立在水平桌面上,铁心上套着一个铝环（质量很小）,线圈与电铝环源、电键相连；在闭合电键的瞬时、保持电键闭合、断开电键的顺次线圈操作过程中,看到的现象应当是（）A铝环向上跳起,铝环落回原处,铝环静止在原处 B铝环向上跳起,铝环落回原处,铝环再次跳起 C铝环静止不动,铝环向上跳起,铝环落回原处 D铝环向上跳起,铝环保持原有高度,铝环落回原处【思维导引】 在铝环中产生感应电流的条件是什
9、么？电键闭合的瞬时铝环中的磁通量怎 样变化？铝环将怎样运动？保持电键闭合,铝环中的磁通量怎样变化？铝环将怎样运动？断 开电键时铝环中的磁通量怎样变化？铝环将怎样运动？【解析】 电键闭合的瞬时铝环中的磁通量从无到有,是一个增加的过程,铝环中产生感 应电流,感应电流的磁场阻碍磁通量的增加,将向上跳起；保持电键闭合,就铝环中磁通量 不变,铝环中感应电流消逝,铝环落回原处；断开电键,铝环中磁通量削减,铝环中产生感 A 应电流,感应电流的磁场阻碍磁通量的削减,有向下运动的趋势,铝环静止在原处；故 项正确；【答案】 A 【感悟提升】 感应电流产生的条件是磁通量变化,与磁通量的多少没有关系；只有在通电和断电
10、的瞬时才有感应电流；【变式探究】1（密码改编）如下列图,用丝线悬挂闭合金属环,悬于O点,虚线左边有匀强磁场,B O 方向垂直于纸面对外,右边没有磁场；现让金属环保持与纸面平行且在纸面内摇摆起来,不计空气阻力,以下说法正确选项（）A金属环左右摇摆的幅度始终相等B金属环在磁场中摇摆的幅度始终大于在无场区摇摆的幅度 C金属环会很快停下来 D金属环摇摆过程中机械能守恒名师归纳总结 【解析】 金属环在进入磁场和穿出磁场时,由于磁通量发生变化,环内肯定会有感应电第 3 页,共 20 页流产生,因此要消耗金属环的机械能,金属环会很快停下来,C项正确；- - - - - - -精选学习资料 - - - - -
11、 - - - - 学习必备 欢迎下载【答案】 C 2如下列图, O1O2 是矩形导线框abcd 的对称轴,其左方有匀强磁场；以下情a O1 d 况中线框 abcd 中有感应电流产生的是（）A将 abcd 向纸外平移 B将 abcd 向右平移b O2 c C将 abcd 以 ab为轴转动 60 D 将 abcd 以 cd 为轴转动 60B、D【解析】 A、C 两种情形下穿过abcd 的磁通量没有发生变化,无感应电流产生；两种情形下磁通量削减,均有感应电流产生,BD正确；【答案】 BD 二、对楞次定律的懂得和应用 1定律中“ 阻碍” 的含义（1）阻碍的是原磁场的变化,而不是原磁场本身,假如原磁场不
12、变化,即使它再强,也不会产生感应电流（2）“ 阻碍” 不是阻挡,而是“ 延缓”,感应电流的磁场不会阻挡原磁场的变化,只能使原磁场的变化被延缓或者说被迟滞了,原磁场的变化趋势不会转变,不会发生逆转（3）阻碍不是相反 当原磁通减小时,感应电流的磁场与原磁场同向,以阻碍其减小；当磁体远离导体运动时,导体运动将和磁体运动同向,以阻碍其相对运动（4）为了维护原磁场的变化,必需有外力克服这一“ 阻碍” 做功,从而导致其它形式 能转化为电能因此楞次定律是能量转化和守恒定律在电磁感应中的表达2楞次定律的详细应用（1）从“ 阻碍磁通量变化” 的角度来看,感应电流的磁场和原磁场是“ 增反减同” 的 关系：磁通量增
13、大, 感应电流的磁场原磁场反向；磁通量减小, 感应电流的磁场原磁场同向；（2）从“ 阻碍相对运动” 的角度来看,磁体和线圈是“ 来拒去留” 的关系：磁体和线 圈相对靠近引起磁通量增加时,磁体和线圈之间是斥力,“ 阻碍” 相对靠近；磁体和线圈相 对远离引起磁通量削减时,磁体和线圈之间是引力,“ 阻碍” 相对远离；（3）从“ 阻碍自身电流变化” 的角度来看,就是自感现象；【特殊提示】 在应用楞次定律时肯定要留意：“ 阻碍”不等于 “ 反向” ；“ 阻碍”不是“ 阻止” ；右手定就是楞次定律的另一种表现形式,适用于部分导体切割磁感线运动时感应电流 方向的判定；【例 2】（密码改编）如下列图,闭合导体
14、环固定,在条形磁铁S 极向下以初速度v0沿N S v0 过导体环圆心的竖直线下落并穿过导体环的过程中,不计空气阻力,以下关于导体环中感应电流方向（俯视）和磁铁加速度的说法正确选项（）A感应电流方向先顺时针再逆时针 B感应电流方向始终沿顺时针方向 C靠近导体环时磁铁加速度小于 g D远离导体环时磁铁加速度大于 g【思维导引】 磁铁靠近导体环时,环中磁场方向怎样？磁通量怎样变化？感应电流磁场 方向向哪？感应电流方向怎样？磁铁与导体环之间是引力仍是斥力？磁铁远离导体环时情 况又怎样？,名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学
15、习必备 欢迎下载【解析】从“ 阻碍磁通量变化” 来看,原磁场方向向上,先增后减,感应电流磁场方向先向下后向上,感应电流方向先顺时针后逆时针；A项正确 B 项错误；从“ 阻碍相对运动”来看,先排斥后吸引,磁铁加速度都小于 g,C项正确 D项错误；【答案】 AC 【感悟提升】磁铁相对线圈运动时,线圈中的磁通量发生变化,产生感应电流；由楞次定律判定感应电流的方向,可以按步骤用“ 程序法” 判定,也可用结论法“ 来拒去留” 直接判定；【变式探究】3（密码改编）如下列图,水平面上有两根平行金属导轨,在其上面垂直导轨放置两根金属棒a、b；不计金属棒和导轨间的摩擦；当条形磁铁向下移动时（未a b （）到达导
16、轨平面） ,关于 a、b 的移动情形说法正确选项Aa、b 棒相互靠近Ba、b 棒相互远离Ca、b 棒都向左移动,b 棒运动的更快些D因磁铁下端磁极未知,故不能确定 a、 b棒移动方向【解析】磁铁向下靠近回路时,通过闭合回路的磁通量增大,由楞次定律可知,回路中的感应电流磁场要阻碍磁通量增大,故回路面积应减小,所以【答案】 A a、b 将相互靠近；4线圈 A 中接有如下列图的电源,线圈B 有一半面积处在线圈A 中,两线圈所在平面平行但不接触,就当开关S 闭和瞬时,线圈B 中的感应电流情形是（）A无感应电流 B有沿顺时针的感应电流 C有沿逆时针的感应电流 D感应电流先沿顺时针再沿逆时针【解析】 S
17、闭合瞬时,线圈A 内部磁感线向里,外部磁感线向外,且内部磁场比外部磁场要强一些,故穿过线圈 B 的合磁场向里, 线圈 B 中磁通量增加, 由楞次定律知线圈 B中产生逆时针方向的感应电流,C项正确；【答案】 C 三、电磁感应中的图象问题与电磁感应有关的图象,一般为Bt 图、 t 图、Et 图、 I t 图、 Ft 图,也有感应电动势E 和感应电流I 随位移 x 变化的图象,即Ex 图、 I x 图等；1电磁感应中的图象问题是近年来新课标地区高考考查的重点题型,大体分为两类：（1）由给定的电磁感应过程选出或画出图象；求解相应的物理量；（2）由给定的图象分析电磁感应过程,2求解电磁感应图象问题的基本
18、思路是：（1）利用右手定就、左手定就、楞次定律判断方向（即纵坐标的正负）；（2）用法拉第电磁感应定律判定图线外形；必要时要和电路知识相结合,如判定路端电压等；【例 3】（密码改编）如下列图,LOM为一 45 角折线,折线内有一方向垂直于纸面对名师归纳总结 里的匀强磁场,一边长为l 的正方形导线框沿垂直于OM的方向以速度v 作匀速直线运动,第 5 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载在 t 0 的刻恰好位于图中所示位置；以逆时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流时间（I t ）关系的是（时间以l 为
19、单位）v（）L O 45l Ml v l 【思维导引】 线框从进入磁场到全部穿出磁场可分为几个阶段？线框刚进入磁场时,感应电流的方向怎样,大小是否变化？线框上边框从磁场中穿出时,感应电流的方向怎样,大小是否变化？线框下边框从磁场中穿出时,感应电流的方向怎样,大小是否变化？【解析】在 0l 时间内线框的上边框进入磁场,切割磁感线产生的电动势大小恒定,v感应电流沿逆时针方向,可排除 D项；在 l l3 时间内,线框穿出磁场,磁通量始终削减,v v感应电流均沿顺时针方向,电流为负值,可排除 AB项；故 C项正确；【答案】 C 【感悟提升】对于此类图象问题,第一要明确题中规定的感应电流（或电动势）的正
20、方向,将线框进入磁场并穿出磁场的过程划分为几个特定的阶段,利用右手定就或楞次定律判断每个阶段中感应电流的方向,将错误选项排除； 其次, 用法拉第电磁感应定律判定图线形状（电流大小的变化情形）【变式探究】,连续排除错误选项,直到得出正确答案；5（ 2022 青岛模拟） 如下列图, 一个高度为L 的矩形线框无初速地从高处落下,L 设线框下落过程中,下边保持水平向下平动；在线框的下方,有一个上、下界面都是水平的匀强磁场区,磁场区高度为2 L,磁场方向与线框平面垂直；闭合线圈下落后,刚好匀速进入磁场区,进入过程中,线圈中的感应电流i I 0随位移变化的图象i B 2L 可能是i i 名师归纳总结 I0
21、L 2L 3L I0L B 2L 3L xI0L C 2L 3L xI0L 2L x0x0003L -I0A -I0-I0-I0D 第 6 页,共 20 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【解析】线框匀速进入磁场时,感应电流恒为I0,方向不变；线框完全进入磁场后,安培力立刻消逝,线框匀加速运动当下边刚出磁场时,线框的速度大于进入磁场时的速度,故电流大于 I0,线框所受安培力大于重力,做减速运动, 但上边离开磁场时的速度不会小于线框进入磁场时的速度,故 处电流不小于 I0,选项 A、C都错【答案】 BD 6如下列图,导体棒沿两平行金属
22、导轨从图中位置以速度 v 向右匀速通过一正方形 abcd磁场区域, ac 垂直于导轨且平行于导体棒,ac 右侧的磁感应强度是左侧的 2 倍且方向相反,导轨和金属棒的电阻均不计,以下关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正确的是（规定电流从 M经 R到 N为正方向,安培力向左为正方向）【解析】导体棒开头运动时间 t 时切割磁感线产生的感应电动势 E=Blv =2Bv 2t ,感应电流 I =E2Bv2t,导体棒所受安培力F = BIl =4B2v3t2,可见, I 与 t 成正比,安培力FRRR与 t2 成正比, C项错；由楞次定律可知,导体棒在第一、二区域的磁场中运动时感应电流分别为
23、正值和负值,B项错；由左手定就知安培力均为水平向左,D项错；故 A 项正确；【答案】 A 四、电磁感应中的动力学分析【例 4】如下列图, AB、CD是两根足够长的固定平行金属导轨,两导轨间的距离为 L,导轨平面与水平面的夹角为 ,在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面斜向上方的匀强磁场,磁感应强度为 B,在导轨的 AC端连接一个阻值为 R 的电阻,一根质量为 m、垂直于导轨放置的金属棒 ab,从静止开头沿导轨下滑,求此过程中 ab 棒的最大速度；已知 ab 与导轨间的动摩擦因数为 ,导轨和金属棒的电阻都不计；【思维导图 】金属棒 ab 沿导轨加速下滑感应电动势增大感应电流增大导体在磁场中所受安培力
24、变大合外力减小加速度减小a=0 时, v 最大；【规范解答 】 ab 下滑时因切割磁感线,产生感应电动势,依据电磁感应定律：名师归纳总结 E=BLv I=E/R 第 7 页,共 20 页闭合电路 AC ba 中将产生感应电流,依据闭合电路欧姆定律：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 据右手定就可判定感应电流方向为学习必备欢迎下载F 安方向如aAC ba,再据左手定就判定它受的安培力图示,其大小为：F安=BIL 取平行和垂直导轨的两个方向对ab所受的力进行正交分解,有：FN = mgcos , Ff= mgcos由可得F 安B2L2vR以 ab为讨论对象,
25、依据牛顿其次定律有：mgsin mgcos -B2L2v=mavmRab 做加速度减小的加速运动,当a=0 时速度达最大值即mgsin mgcos -B2L2vm=0通过的位移为x0,问能R由式可解得vmmgsinB22 LcosR答案：vmmgsinB22 LcosR【变式 1】如金属棒 ab,从静止开头沿导轨下滑到速度最大时,否求出在此过程中通过电阻R的电荷量为多少？假如能,恳求出电荷量q,假如不能,请说明缘由；答案：能求出通过电阻 R的电荷量；q BLx 0R提示：金属棒 ab 下滑过程中虽然做变加速运动,但运算电荷量应当用感应电流的平均值来运算；由法拉第电磁感应定律得,平均感应电动势
26、E,平均电流 I q,通过t t电阻 R的电荷量 q I t E t BLx 0 .R R R【变式 2】如金属棒 ab,从静止开头沿导轨下滑到速度最大时,通过的位移为 x0,问能否求出在此过程中磁场对金属棒 ab 所做的功？假如能,恳求安培力的功 W A,假如不能,请说明缘由；名师归纳总结 E k答案：能求出安培力的功；WA=mgx 0cossinm3g2sin2B4cos2R2第 8 页,共 20 页4 L提示：金属棒ab下滑过程中重力做正功,重力势能削减Ep=mgx0sin ,动能增加12 mv m,摩擦产热Qmgx 0cos,由能量守恒可知,电阻R产生的电热2- - - - - - -
27、精选学习资料 - - - - - - - - - QEpEkQ学习必备欢迎下载,依据功能关系,在电磁感应过程中克服安培力所做的功等于电路中产生的电能,即安培力所做的功W A=Qmgx0cossinm3g2sin2B4Lcos2R2；4五、交变电流的产生和描述1正弦沟通电的产生如下列图, 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,的位置开头计时,逆时针方向转过 t 的角度时, ab边和 cd 边的线速度 v 跟磁场方向夹角都等于 t ,设ab 边长度为 l ,bd 边长度为 l ,就 v 1 l,线圈2中感应电动势为 e 2 Bl lsin t = BS sin t；2此式即为正弦沟通电的电
28、动势瞬时值；当线圈平面与磁场平行时, t =2,此时ab 边从线圈平面与磁场垂直和 cd 边都垂直切割磁感线,感应电动势最大,Em=BS ,此式即为正弦沟通电的电动势最大 值；依据闭合电路欧姆定律：ieE m sinRt,令ImEm,就 i=Imsin t ；路端电压RRu=iR=I mRsin t ,令 Um=I mR,就 u=Umsin t ；2正弦沟通电的 “ 四值” ：（1）瞬时值： 它反映不同时刻沟通电的大小和方向,iIm sint；留意必需从中性面开头计时；（2）最大值： 它反映沟通电大小的变化范畴,当线圈平面跟磁感线平行时,沟通电动势最大值为EmNBS；（3）平均值： 它反映线圈
29、转动过程中磁通量变化的平均快慢程度,是沟通电图象中图线与横轴所围面积跟时间的比值；可用法拉第电磁感应定律ENt运算；（4）有效值：它 是依据电流的热效应规定的；对于正弦沟通电,有效值跟最大值之间的关系是E1Em；对于非正弦沟通电的有效值,应依据有效值的 定义来求；通常所说2沟通电压、电流是用电压表、电流表测得的,都是指有效值；用电器上所标电压、电流值也是有效值； 在运算沟通电通过导体产生热量、热功以及确定保险丝的熔断电流时,都要用有效值；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【特殊提示】平均值与所讨论
30、的时间间隔有关,如线圈从中性面转过 45 度的过程中,有E422Em,从中性面转过90 度的过程中, 有E2Em；平均值不等于有效值；平均值用来运算通过电路某截面的电量,有效值就用来运算电路中产生的电热；【例 5】（密码改编,16 分）沟通发电机转子有 n 匝线圈,每匝线圈所围面积为 S,匀强磁场的磁感应强度为 B,匀速转动的角速度为 ,线圈内电阻为 r ,外电路电阻为 R；当线圈由图中实线位置开头计时逆时针匀速转动（1）通过 R的电荷量 q；（2）写出 R两端的电压瞬时值表达式；（3）R上产生的电热 QR；（4）外力做的功 W；90 到达虚线位置过程中,求：【思维导引】 运算 R的电荷量要用
31、沟通电的平均值仍是有效值？从图中实线位置开头计时,沟通电的瞬时值表达式是正弦函数仍是余弦函数？运算R 上产生的电热QR用沟通电的平均值仍是有效值？名师归纳总结 【解析】（1）线圈转过90 过程中,电动势平均值EntnBS（2 分）第 10 页,共 20 页t电荷量qItnBS（2 分）Rr（2）图中实线位置感应电动势最大,Em=nBS（2 分）感应电动势的瞬时值为e=Emcos t =nBS cos t（2 分）R两端的电压瞬时值表达式为u=eRnBSRcos t（2 分）RrRr（3）R两端的电压有效值为UUmnBSR,（2 分）22RrR上产生的电热QRU2Tn2B2S22R（2 分）R4
32、4Rr（4）依据能量守恒,外力做的功等于电路中产生的电热,W=Q=2 nB2S2（2 分）4Rr【答案】（1）nBS （ 2）u= R rnBSRcos t （3）n2B2S22R（4）n2B22 SRr4Rr4Rr【感悟提升】 运算电荷量要用沟通电的平均值,运算电热要用沟通电的有效值,且不行混淆； 从中性面开头计时,沟通电的瞬时值表达式才是正弦函数,正弦函数和余弦函数所反- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载映的规律是相同的,只是计时起点挑选不同而已；【变式探究】7有一正弦沟通电源,电压有效值 U=120V,频率为 f=50Hz 向一霓
33、虹灯供电,如霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为 U0=60 2 V,试估算在一个小时内,霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？【解析】由正弦沟通电的最大值与有效值U的关系得： Um=1202 V设 t= 0 时沟通电的瞬时电压U=0,就沟通电的瞬时表达式为u=1202 sin100t （V）如下列图, 画出一个周期内沟通电的U-t 图象,其中阴影部分对应的时间 t 1 表示霓虹灯不发光的时间,依据对称性,一个周期内霓虹灯不发光的时间为4t1,1s,因此人眼不会感到当 u=U0=602 V时,解得 t 1=1s,600故一个周期内能发光的时间t=T- 4t1=1 s 75124
34、00s 一小时内霓虹灯发光的时间为t=36005075由于人的眼睛具有视觉暂留现象,且视觉暂留的时间远大于300忽明忽暗的现象；【答案】 2400s 由于视觉暂留,人眼不会感到忽明忽暗的现象；【例 6】（密码改编）一正弦交变电流的电流i 随时间 t 变化10 i/ A 3 4 5 6 t/ 10-2 s 的规律如下列图；由图可知（）1 2 A该交变电流的瞬时值表达式为i 10sin （50t ）A 0 B该交变电流的频率为50 Hz 4 kW C该交变电流的有效值为102 A D如该交变电流通过阻值R40 的白炽灯,就电灯消耗的功率是【思维导引】该交变电流的最大值是多少？有效值是多少？周期是多
35、少？角速度是多少？解析：由图象可知该交变电流的最大值为 10A,周期为 4 10 2s,就其有效值为 5 2 A,频率为 25 Hz ,B、C选项均错；该交变电流的角速度 2 50 rad/s ,就其瞬时值表T达式为 i 10sin（50 t ）A,故 A选项正确； 当其通过 R40 的白炽灯时,P I 2R 2000 W,D选项错误；名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 20 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载【答案】 A 【感悟提升】 正弦沟通电的全部信息几乎都可以由图象来反映,便的优点,因此图象题也始终是高考考查几率最高的题型；【变
36、式探究】而图象具有形象直观简8（密码改编）有一种家用电器,图甲是其电路工作原理图,当电阻丝接在U 311 sin 100 t（V）的沟通电源上后,电阻丝开头加热,当其温度达到某一数值时,自动控温装置 P 启动,使电阻丝所接电压变为图 3 乙所示波形 （仍为正弦波） ,从而进入保温状态不计电阻丝阻值的变化, 就以下说法正确选项（）AP启动后,电阻丝的功率变为原先的一半BP 启动后,电阻丝所接交变电压的频率变为原来的一半CP 启动后,电压表的读数大约是原先的 0.5 倍DP启动后,电压表的读数大约是原先的 0.7 倍【解析】装置 P启动后,只有一半时间有电流通过,故电热丝的功率变为原先的一半,A项
37、正确； P启动后, 交变电压的频率不变,B 项错； P 启动前, 电压的有效值为 U 311V,2311 22 P启动后, 由有效值的定义可得 UT 2 T 0,解得 U 311V,就电压表的读R R 2 2数与原先相比,U 2.0 7,C项错, D项正确U 2【答案】 AD 六、抱负变压器及远距离输电1原副线圈的物理量关系抱负变压器功率（1）没有能量缺失（铜损、铁损）（2）没有磁通量缺失（磁感线全部集中在铁芯中）P1=P2,即 U1I 1=U2 I2基本关系电压U1n 1U2n2电流I1n2（只有一个副线圈）In 12频率f1=f22各物理量的打算关系名师归纳总结 打算关系功率输出功率 P2
38、 打算输入功率P1,P2=P1,空载时 P2=0,就 P1=0 第 12 页,共 20 页电压输入电压 U1 打算输出电压U2；电源电压不变,就U1不变,- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备2欢迎下载,与负载无关Un 2U1n 1电流 输出电流 I2 打算输入电流 I1,I 1 n 2I 2,空载时 I 2=0,就 I 1=0 n 1【特殊提示】 抱负变压器在实现变压的同时,起到了能量传递的作用,能够比较便利的满意各种用电器对不同电压的需求；输入、输出功率相等 （U 1 1I = U 2 I 2）以及变压比公式（U 1 n 1）是求解变压器问题的
39、基本依据；U 2 n 2【例 7】（密码改编）如下列图,一个变压器（可视为抱负变压器）的原线圈接在 220 V的市电上,向额定电压为 1.80 10 4 V 的霓虹灯供电,使它正常发光；为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,使副线圈电路中电流超过 12 mA 时,熔丝就熔断；求（1）变压器原副线圈的匝数比（熔断器上的电压忽视不计）；（2）熔丝的熔断电流；（3）当副线圈电路中电流为10 mA 时,变压器的输入功率；【思维导引】 熔断器上的电压忽视不计,原线圈两端电压等于多少？如何运算原副线圈的匝数比？原副线圈的电流与匝数比有何关系？原副线圈的输入功率和输出功率有何关系？【解析】（1）变压器原副线圈的匝数比n 1U111I1n2n2U2900（2）依据变压器原副线圈的电流比等于匝数的反比,即I2n 1当 I 2=12