01、考情透視，目標(biāo)導(dǎo)航TOC \ "1-3" \h \u
\l "_Tc8925" 02、知識(shí)導(dǎo)圖，思維引航 PAGEREF _Tc8925 \h 1
\l "_Tc4167" 復(fù)習(xí)目標(biāo) PAGEREF _Tc4167 \h 2
\l "_Tc14851" 03、考點(diǎn)突破，考法探究 PAGEREF _Tc14851 \h 2
\l "_Tc7809" 考點(diǎn)一.正弦式交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律 PAGEREF _Tc7809 \h 2
\l "_Tc8064" 知識(shí)點(diǎn)1．正弦式交變電流產(chǎn)生過程中的兩個(gè)特殊位置 PAGEREF _Tc8064 \h 2
\l "_Tc15659" 知識(shí)點(diǎn)2．正弦式交變電流的變化規(guī)律 PAGEREF _Tc15659 \h 3
\l "_Tc30119" 知識(shí)點(diǎn)3.書寫交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的步驟 PAGEREF _Tc30119 \h 3
\l "_Tc32105" 考向1．中性面和峰值面 PAGEREF _Tc32105 \h 3
\l "_Tc24944" 考向2．交變電流的產(chǎn)生及圖像 PAGEREF _Tc24944 \h 4
\l "_Tc22186" 考向3．交變電流的描述 PAGEREF _Tc22186 \h 5
\l "_Tc6527" 考點(diǎn)二.交變電流有效值的理解和計(jì)算 PAGEREF _Tc6527 \h 5
\l "_Tc5669" 知識(shí)點(diǎn)1．對(duì)有效值的理解 PAGEREF _Tc5669 \h 5
\l "_Tc2738" 知識(shí)點(diǎn)2．有效值的兩種計(jì)算方法 PAGEREF _Tc2738 \h 6
\l "_Tc32704" 考向1 正弦式交變電流有效值的計(jì)算 PAGEREF _Tc32704 \h 6
\l "_Tc12779" 考向2 峰值不對(duì)稱的正弦式波形有效值的計(jì)算 PAGEREF _Tc12779 \h 7
\l "_Tc2842" 考向3 矩形波形有效值的計(jì)算 PAGEREF _Tc2842 \h 7
\l "_Tc1385" 考點(diǎn)三.交變電流“四值”的理解及應(yīng)用 PAGEREF _Tc1385 \h 8
\l "_Tc17937" 04、真題練習(xí)，命題洞見 PAGEREF _Tc17937 \h 10
考點(diǎn)一.正弦式交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律
知識(shí)點(diǎn)1．正弦式交變電流產(chǎn)生過程中的兩個(gè)特殊位置
知識(shí)點(diǎn)2．正弦式交變電流的變化規(guī)律
知識(shí)點(diǎn)3.書寫交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的步驟
(1)確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖像讀出或由公式Em＝nωBS求出相應(yīng)峰值。
(2)明確線圈的初始位置，找出對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式
①線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，則i－t圖像為正弦函數(shù)圖像，函數(shù)表達(dá)式為i＝Imsin ωt。
②線圈從垂直于中性面的位置開始計(jì)時(shí)，則i－t圖像為余弦函數(shù)圖像，函數(shù)表達(dá)式為i＝Imcs ωt。
考向1．中性面和峰值面
1.矩形線圈abcd繞垂直于磁感線的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈平面位于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。下列說法正確的是( )
A．圖甲時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率最大
B．圖乙時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向改變
C．圖丙時(shí)刻線圈中磁通量最大
D．圖丁時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小
考向2．交變電流的產(chǎn)生及圖像
2.(2024·北京市第四中學(xué)模擬)某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交變電流的裝置如圖1甲所示，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，下列說法正確的是( )
A.t＝0時(shí)，線圈平面處于中性面位置，磁通量變化率最大
B.線圈通過中性面時(shí)，交變電流改變方向
C.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e＝100sin (50t) V
D.如果僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則電動(dòng)勢(shì)的最大值和周期分別變?yōu)?00 V、0.08 s
考向3．交變電流的描述
3.一正弦式交變電流的i-t圖像如圖所示。下列說法正確的是( )
A．在t＝0.4 s時(shí)電流改變方向
B．該交變電流的周期為0.5 s
C．該交變電流的表達(dá)式為i＝2cs 5πt A
D．該交變電流的有效值為eq \f(\r(2),2) A
考點(diǎn)二.交變電流有效值的理解和計(jì)算
知識(shí)點(diǎn)1．對(duì)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)絲的熔斷電流用的是有效值；
(4)通常沒有特別加以說明的，一般指有效值。
知識(shí)點(diǎn)2．有效值的兩種計(jì)算方法
(1)公式法：對(duì)于正(余)弦式交變電流，利用E＝eq \f(Em,\r(2))、U＝eq \f(Um,\r(2))、I＝eq \f(Im,\r(2))計(jì)算有效值。
注意：若圖像一部分是正(余)弦式交變電流，其中的eq \f(1,4)周期(必須是從零至最大值或從最大值至零)和eq \f(1,2)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＝eq \f(Im,\r(2))、U＝eq \f(Um,\r(2))求解。
(2)定義法：對(duì)于非正弦式交變電流，計(jì)算有效值時(shí)要抓住“三同”，即“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”，列式求解時(shí)相同時(shí)間一般取一個(gè)周期或周期的整數(shù)倍。
考向1 正弦式交變電流有效值的計(jì)算
1．(2023·湖南高考)(多選)某同學(xué)自制了一個(gè)手搖交流發(fā)電機(jī)，如圖所示。大輪與小輪通過皮帶傳動(dòng)(皮帶不打滑)，半徑之比為4∶1，小輪與線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上。線圈是由漆包線繞制而成的邊長為L的正方形，共n匝，總阻值為R。磁體間磁場(chǎng)可視為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。大輪以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)小輪及線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直。線圈通過導(dǎo)線、滑環(huán)和電刷連接一個(gè)阻值恒為R的燈泡。假設(shè)發(fā)電時(shí)燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是( )
A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4ω
B．燈泡兩端電壓有效值為3eq \r(2)nBL2ω
C．若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為L的多匝正方形線圈，則燈泡兩端電壓有效值為eq \f(4\r(2)nBL2ω,3)
D．若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則燈泡變得更亮
考向2 峰值不對(duì)稱的正弦式波形有效值的計(jì)算
2．電壓u隨時(shí)間t的變化情況如圖所示，則電壓的有效值約為( )
A．137 V B．163 V C．174 V D．196 V
考向3 矩形波形有效值的計(jì)算
3．如圖所示，一半徑為L的導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為圓心。環(huán)內(nèi)兩個(gè)圓心角為90°且關(guān)于O中心對(duì)稱的扇形區(qū)域內(nèi)分布有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反且均與紙面垂直。導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)，M端通過滑動(dòng)觸點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，在圓心和圓環(huán)間連有電阻R，不計(jì)圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻，當(dāng)桿OM以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，理想電流表A的示數(shù)為( )
A．eq \f(\r(2)BL2ω,4R) B．eq \f(BL2ω,4R) C．eq \f(\r(2)BL2ω,2R) D．eq \f(BL2ω,2R)
考點(diǎn)三.交變電流“四值”的理解及應(yīng)用
交變電流的“四值”及應(yīng)用
1．(2024·重慶高三調(diào)研)如圖所示，空間中分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)有界磁場(chǎng)，EF是其左邊界，一面積為S的n匝圓形金屬線框垂直于磁場(chǎng)放置，圓形線框的圓心O在EF上，線框電阻為R，若線框以角速度ω繞EF勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則( )
A．t＝eq \f(2π,ω)時(shí)，線框中的感應(yīng)電流最大
B．0到eq \f(π,2ω)時(shí)間內(nèi)，通過線框的電荷量為eq \f(BS,2R)
C．線框中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為nBSω
D．線框中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為eq \f(\r(2),4)nBSω
2．(2024·內(nèi)江高三模擬)如圖為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖。矩形線圈abcd可繞過bc、ad邊中點(diǎn)且垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向的水平軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈的ab邊連在金屬滑環(huán)K上，cd邊連在金屬滑環(huán)L上；用導(dǎo)體做的兩個(gè)電刷E、F分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中可以通過滑環(huán)和電刷保持其兩端與外電路的定值電阻R連接。已知矩形線圈邊長ab＝cd＝L1＝50 cm，bc＝ad＝L2＝20 cm，匝數(shù)n＝100匝，線圈的總電阻r＝5.0 Ω，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝282 rad/s，外電路的定值電阻R＝45 Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.05 T，eq \r(2)＝1.41。從線圈經(jīng)過圖示位置開始計(jì)時(shí)，求：
(1)線圈內(nèi)的電流i隨時(shí)間t變化的函數(shù)關(guān)系式；
(2)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)電壓表的示數(shù)；
(3)在線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過線圈導(dǎo)線某截面的電荷量。
1．（2024·廣東·高考真題）將阻值為的電阻接在正弦式交流電源上。電阻兩端電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．該交流電的頻率為
B．通過電阻電流的峰值為
C．電阻在1秒內(nèi)消耗的電能為
D．電阻兩端電壓表達(dá)式為
2．（2024·河北·高考真題）為兩個(gè)完全相同的定值電阻，兩端的電壓隨時(shí)間周期性變化的規(guī)律如圖1所示（三角形脈沖交流電壓的峰值是有效值的倍），兩端的電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化如圖2所示，則兩電阻在一個(gè)周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為（ ）
A．B．C．D．
3．（2024·山東·高考真題）如圖甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的區(qū)域中存在垂直O(jiān)xy平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（用陰影表示磁場(chǎng)的區(qū)域），邊長為2d的正方形線圈與磁場(chǎng)邊界重合。線圈以y軸為轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)如圖乙所示。若僅磁場(chǎng)的區(qū)域發(fā)生了變化，線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)變?yōu)閳D丙所示實(shí)線部分，則變化后磁場(chǎng)的區(qū)域可能為（ ）
A．B．
C．D．
9．（2024·新疆河南·高考真題）電動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)可利用車輪轉(zhuǎn)動(dòng)將其動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存起來。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)磁極繞固定的線圈旋轉(zhuǎn)，在線圈中產(chǎn)生電流。磁極勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的某瞬間，磁場(chǎng)方向恰與線圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則磁極再轉(zhuǎn)過90°時(shí)，線圈中（ ）
A．電流最小B．電流最大
C．電流方向由P指向QD．電流方向由Q指向P
5．（2024·廣西·高考真題）某興趣小組為研究非摩擦形式的阻力設(shè)計(jì)了如圖甲的模型。模型由大齒輪、小齒輪、鏈條、阻力裝置K及絕緣圓盤等組成。K由固定在絕緣圓盤上兩個(gè)完全相同的環(huán)狀扇形線圈、組成。小齒輪與絕緣圓盤固定于同一轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸軸線位于磁場(chǎng)邊界處，方向與磁場(chǎng)方向平行，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，與K所在平面垂直。大、小齒輪半徑比為n，通過鏈條連接。K的結(jié)構(gòu)參數(shù)見圖乙，其中，每個(gè)線圈的圓心角為，圓心在轉(zhuǎn)軸軸線上，電阻為R。不計(jì)摩擦，忽略磁場(chǎng)邊界處的磁場(chǎng)，若大齒輪以的角速度保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，以線圈的ab邊某次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，求K轉(zhuǎn)動(dòng)一周。
（1）不同時(shí)間線圈受到的安培力大??；
（2）流過線圈的電流有效值；
（3）裝置K消耗的平均電功率。
考情分析
2024·廣東·高考物理第5題
2024·河北·高考物理第4題
2024·山東·高考物理第4題
2024·勸過新課標(biāo) ·高考物理第19題
復(fù)習(xí)目標(biāo)
目標(biāo)1.理解正弦式交變電流的產(chǎn)生過程，能正確書寫交變電流的函數(shù)表達(dá)式。
目標(biāo)2.理解并掌握交變電流圖像的意義。
目標(biāo)3.理解描述交變電流的幾個(gè)物理量，會(huì)計(jì)算交變電流的有效值。
目標(biāo)4.正確理解交變電流的四值，并進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
位置
中性面位置
與中性面垂直的位置
圖示
特點(diǎn)
B⊥S
B∥S
Φ＝BS，最大
Φ＝0，最小
e＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝0，最小
e＝neq \f(ΔΦ,Δt)＝nBSω，最大
電流為零，方向改變
電流最大，方向不變
物理量
函數(shù)表達(dá)式
圖像
磁通量
Φ＝Φmcs ωt＝BScs ωt
電動(dòng)勢(shì)
e＝Emsin ωt＝nBSωsin ωt
電流
i＝Imsin ωt＝eq \f(Em,R＋r)sin ωt
電壓
u＝Umsin ωt＝eq \f(REm,R＋r)sin ωt
物理含義
重要關(guān)系
適用情況
瞬時(shí)值
交變電流某一時(shí)刻的值
e＝Emsin ωt
i＝Imsin ωt
計(jì)算線圈某一時(shí)刻的受力情況
峰值
交變電流最大的瞬時(shí)值
Em＝nBSω
Im＝eq \f(Em,R＋r)
確定用電器的耐壓值、電容器的擊穿電壓
有效值
跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值
E＝eq \f(Em,\r(2))
U＝eq \f(Um,\r(2))
I＝eq \f(Im,\r(2))
(1)計(jì)算與電流熱效應(yīng)相關(guān)的量(如功率、熱量)
(2)交流電表的測(cè)量值
(3)用電器設(shè)備標(biāo)注的額定電壓、額定電流
(4)保險(xiǎn)絲的熔斷電流
平均值
i-t圖像中圖線與時(shí)間軸所圍面積與時(shí)間的比值
eq \x\t(E)＝neq \f(ΔΦ,Δt)
eq \x\t(I)＝eq \f(\x\t(E),R＋r)
計(jì)算通過電路某截面的電荷量

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