2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)精講深剖（打包29套）.zip

2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)精講深剖（打包29套）.zip,2018,年高,物理,一輪,復(fù)習(xí),精講深剖,打包,29 專題12.1 交變電流的產(chǎn)生和描述（一）真題速遞1（2017天津卷，6）在勻強(qiáng)磁場中，一個100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2 ，則At=0時，線圈平面平行于磁感線Bt=1 s時，線圈中的電流改變方向Ct=1.5 s時，線圈中的感應(yīng)電動勢最大D一個周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為【答案】AD【解析】2（2017海南，8）（多選）如圖，電阻R、電容C和電感L并聯(lián)后，接入輸出電壓有效值、頻率可調(diào)的交流電源。當(dāng)電路中交流電的頻率為f時，通過R、C和L的電流有效值恰好相等。若將頻率降低為，分別用I1、I2和I3表示此時通過R、C和L的電流有效值，則AI1I3 BI1I2 CI3I2 DI2=I3【答案】BC【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵是要掌握電容器和電感的特性，知道電流的頻率越低時，容抗越高；而線圈的頻率越低時，感抗越小（二）考綱解讀主題 內(nèi)容 要求 說明 交變電流、交變電流的圖像 1.不要求討論交變電流的相位和相位差的問題 正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值 本講有兩個一級考點(diǎn)，在高考中考試的頻率很低，都是出選擇題，復(fù)習(xí)時候注意合理分配時間。（三）考點(diǎn)精講考向一交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律1交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時) 規(guī)律物理量函數(shù)表達(dá)式圖象磁通量mcos tBScos t電動勢eEmsin tnBSsin t電壓uUmsin tsin t電流iImsin tsin t2.交變電流瞬時值表達(dá)式的書寫(1)確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象讀出或由公式EmnBS求出相應(yīng)峰值(2)明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式如：線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則it圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為iImsin t.線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則it圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為iImcos t.【例1】 (多選)如圖6所示，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(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面現(xiàn)使線框M、N在t0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()圖6A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TC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關(guān)鍵詞扇形導(dǎo)線框；兩圓弧半徑相等；逆時針勻速轉(zhuǎn)動【答案】BC階梯練習(xí)1小型手搖發(fā)電機(jī)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(qiáng)磁場，方向垂直于線圈中心軸OO，線圈繞OO勻速轉(zhuǎn)動，如圖7所示矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0，不計(jì)線圈電阻，則發(fā)電機(jī)輸出電壓()圖7A峰值是e0 B峰值是2e0C有效值是Ne0 D有效值是Ne0【答案】D2(多選)圖8甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)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，從圖甲所示位置開始計(jì)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()圖8A電流表的示數(shù)為10 AB線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50 rad/sCt0.01 s時，線圈平面與磁場方向平行Dt0.02 s時，電阻R中電流的方向自右向左【答案】AC【解析】電流表測量的是電路中電流的有效值I10 A，選項(xiàng)A正確由題圖乙可知，T0.02 s，所以100 rad/s，選項(xiàng)B錯誤t0.01 s時，電流最大，線圈平面與磁場方向平行，選項(xiàng)C正確t0.02 s時，線圈所處的狀態(tài)就是圖示狀況，此時R中電流的方向自左向右，選項(xiàng)D錯誤3(多選)如圖9甲所示，在勻強(qiáng)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乙中曲線a、b所示，則()圖9A兩次t0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23C曲線a表示的交變電動勢頻率為25 HzD曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V【答案】AC考向二交流電有效值的求解1交變電流有效值的規(guī)定：交變電流、恒定電流I直分別通過同一電阻R，在相等時間內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱分別為Q交、Q直，若Q交Q直，則交變電流的有效值II直(直流有效值也可以這樣算)2對有效值的理解：(1)交流電流表、交流電壓表的示數(shù)是指有效值；(2)用電器銘牌上標(biāo)的值(如額定電壓、額定功率等)指的均是有效值；(3)計(jì)算熱量、電功率及保險(xiǎn)絲的熔斷電流指的是有效值；(4)沒有特別加以說明的，是指有效值；(5)“交流的最大值是有效值的倍”僅用于正弦式電流3交流電通過電阻產(chǎn)生的焦耳熱的計(jì)算只能用交變電流的有效值(不能用平均值)求解，求解電荷量時只能用交變電流的平均值(不能用有效值)計(jì)算 圖10【例2】一個匝數(shù)為100匝，電阻為0.5 的閉合線圈處于某一磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，從某時刻起穿過線圈的磁通量按圖10所示規(guī)律變化則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為()A5 A B2 AC6 A D5 A【答案】B【解析】01 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E1n1000.01 V1 V,11.2 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E2n100 V5 V，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量QQ1Q2t1t212 J，根據(jù)交變電流有效值的定義QI2Rt12 J得I2 A，故B正確，A、C、D錯誤【例3】如圖11所示電路，電阻R1與電阻R2串聯(lián)接在交變電源上，且R1R210 ，正弦交流電的表達(dá)式為u20sin 100t(V)，R1和理想二極管D(正向電阻可看做零，反向電阻可看做無窮大)并聯(lián)，則R2上的電功率為()圖11A10 W B15 W C25 W D30 W關(guān)鍵詞二級管正向電阻可看做零，反向電阻可看做無窮大【答案】C方法總結(jié)計(jì)算交變電流有效值的方法1計(jì)算有效值時要根據(jù)電流的熱效應(yīng)，抓住“三同”；“相同時間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解2分段計(jì)算電熱求和得出一個周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量3利用兩個公式QI2Rt和Q t可分別求得電流有效值和電壓有效值4若圖象部分是正弦(或余弦)式交變電流，其中的(但必須是從零至最大值或從最大值至零)和周期部分可直接應(yīng)用正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系I、U求解階梯練習(xí)4(多選)如圖12所示，某電路上接有保險(xiǎn)絲、交流電壓表、“220 V900 W”的電飯鍋及“220 V200 W”的抽油煙機(jī)現(xiàn)接入u311sin 100t (V)的交流電，下列說法正確的是()圖12A交流電壓表的示數(shù)為311 VB1 s內(nèi)流過保險(xiǎn)絲的電流方向改變100次C電飯鍋的熱功率是抽油煙機(jī)熱功率的4.5倍D為保證電路正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于5 A【答案】BD考向三交變電流“四值”的理解和計(jì)算交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明瞬時值交變電流某一時刻的值eEmsin tiImsin t計(jì)算線圈某時刻的受力情況峰值最大的瞬時值EmnBSIm討論電容器的擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值EUI適用于正(余)弦式交變電流(1)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)(2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是有效值(3)保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值平均值交變電流圖象中圖線與時間軸所夾的面積與時間的比值Bln計(jì)算通過電路橫截面的電荷量【例4】如圖14所示，N50匝的矩形線圈abcd，ab邊長l120 cm，ad邊長l225 cm，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T的勻強(qiáng)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n3 000 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，線圈電阻r1 ，外電路電阻R9 ，t0時線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里求：圖14(1)t0時感應(yīng)電流的方向；(2)感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式；(3)線圈轉(zhuǎn)一圈外力做的功；(4)從圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中流過電阻R的電荷量關(guān)鍵詞t0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【答案】(1)感應(yīng)電流方向沿adcba(2)e314cos (100t) V(3)98.6 J(4)0.1 C 代入數(shù)據(jù)得W98.6 J.(4)從t0起線圈轉(zhuǎn)過90的過程中，t內(nèi)流過R的電荷量：qt代入數(shù)據(jù)得q0.1 C.階梯練習(xí)6(多選)如圖15所示，邊長為L的正方形單匝線圈abcd，電阻為r ，外電路的電阻為R，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線OO恰好位于勻強(qiáng)磁場的邊界線上，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若線圈從圖示位置開始，以角速度繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動，則以下判斷正確的是()圖15A圖示位置線圈中的感應(yīng)電動勢最大為EmBL2B閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為eBL2sin tC線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180的過程中，流過電阻R的電荷量為qD線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q【答案】BD7如圖16甲所示為一臺小型發(fā)電機(jī)的示意圖，單匝線圈逆時針轉(zhuǎn)動若從中性面開始計(jì)時，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化規(guī)律如圖乙所示已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1.0 ，外接燈泡的電阻為9.0 .求：圖16(1)寫出流經(jīng)燈泡的瞬時電流的表達(dá)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)i0.6sin 100t (A)(2)2.7102 Wb(3)7.2102 J（四）知識還原第1講交變電流的產(chǎn)生和描述基礎(chǔ)知識一、交變電流及其產(chǎn)生和圖象1交變電流(1)定義：大小和方向都隨時間做周期性變化的電流(2)圖象：如圖1甲、乙、丙、丁所示都屬于交變電流其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流，如圖甲所示圖12正弦交變電流的產(chǎn)生和圖象(1)產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場里，線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(2)兩個特殊位置的特點(diǎn)：線圈平面與中性面重合時，SB，最大，0，e0，i0，電流方向?qū)l(fā)生改變線圈平面與中性面垂直時，SB，0，最大，e最大，i最大，電流方向不改變(3)電流方向的改變：線圈通過中性面時，電流方向發(fā)生改變，一個周期內(nèi)線圈兩次通過中性面，因此電流的方向改變兩次(4)圖象：用以描述交變電流隨時間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開始計(jì)時，其圖象為正弦曲線如圖2甲、乙所示圖2二、正弦式交變電流的描述1周期和頻率(1)周期(T)：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時間，單位是秒(s)，公式T.(2)頻率(f)：交變電流在1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)單位是赫茲(Hz)(3)周期和頻率的關(guān)系：T或f.2正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式(線圈在中性面位置開始計(jì)時)(1)電動勢e隨時間變化的規(guī)律：eEmsin t，其中等于線圈轉(zhuǎn)動的角速度，EmnBS.(2)負(fù)載兩端的電壓u隨時間變化的規(guī)律：uUmsin t.(3)電流i隨時間變化的規(guī)律：iImsin t.3交變電流的瞬時值、峰值、有效值(1)瞬時值：交變電流某一時刻的值，是時間的函數(shù)(2)峰值：交變電流(電流、電壓或電動勢)所能達(dá)到的最大的值，也叫最大值(3)有效值：跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值對正弦交流電，其有效值和峰值的關(guān)系為：E，U，I.【深度思考】如圖3甲、乙、丙、丁、戊所示，把5個面積相同的線圈放入同一勻強(qiáng)磁場中，繞不同的軸轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值是否相同？為什么？圖3【答案】相同，因?yàn)楦袘?yīng)電動勢的最大值EmnBS，與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)，與線圈的形狀無關(guān)基礎(chǔ)練習(xí)1判斷下列說法是否正確(1)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，一定會產(chǎn)生正弦式交變電流()(2)線圈在磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動的過程中穿過線圈的磁通量最大時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也最大()(3)有效值公式I適用于任何交變電流()(4)交流電氣設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值是交變電流的有效值()(5)交流電壓表和電流表測量的是交流電的平均值()(6)我國使用的交變電流周期是0.02 s，電流方向每秒改變50次()2矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為n，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場的軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動當(dāng)轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場垂直的圖示位置時()A線圈中的電動勢為nBSB線圈中的電動勢為0C穿過線圈的磁通量為0D穿過線圈的磁通量變化率最大【答案】B. 3(多選)某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動勢為e50sin 100t(V)對此電動勢，下列表述正確的有()A最大值是50 VB頻率是100 HzC有效值是25 V D周期是0.02 s【答案】CD. 【解析】由eEmsin t50sin 100 t(V)可知，Em50 V，E有效25 V，100 rad/s，T0.02 s，f50 Hz，C、D正確4一個小型電熱器若接在輸出電壓為10 V的直流電源上，消耗電功率為P；若把它接在某個正弦交流電源上，其消耗的電功率為.如果電熱器電阻不變，則此交流電源輸出電壓的最大值為()A5 V B5 VC10 V D10 V【答案】C. 【解析】電熱器接到直流電源上，由功率表達(dá)式P可知，P.當(dāng)其接到交流電源時，有，則U2U1，U2為正弦交流電的有效值，則此交流電的最大值UmU210 V，C正確5某手搖交流發(fā)電機(jī)，其線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場方向的軸(位于線圈平面內(nèi))勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電流i隨時間t變化的圖象如圖，由圖象可知() A該交變電流頻率是0.4 HzB該交變電流有效值是0.8 AC該交變電流瞬時值表達(dá)式是i0.8sin(5t)ADt0.1 s時穿過線圈平面的磁通量最大【答案】C. - 15 -