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章末核心素養(yǎng)提升
一、正弦交流電的“四值”和圖像問題
例1 如圖甲所示是小型交流發(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′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像如圖乙所示。以下判斷正確的是(　　)
A.線圈轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為25 r/s
B.電流表的示數(shù)為10 A
C.1 s內(nèi)線圈中電流方向改變了50次
D.t＝0.01 s時線圈平面與中性面重合
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例2 (多選)如圖所示，邊長為L的正方形單匝線圈abcd，其電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點和cd的中點的連線O′O恰好位于勻強磁場的邊界線上，磁場的磁感應(yīng)強度為B。若線圈從圖示位置開始以角速度ω繞軸O′O勻速轉(zhuǎn)動，則以下判斷正確的是(　　)
A.圖示位置線圈中的感應(yīng)電動勢最大，為Em＝BL2ω
B.閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e＝BL2ωsin ωt
C.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，通過電阻R的電荷量為q＝
D.線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝
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二、理想變壓器的制約關(guān)系和動態(tài)分析
例3 某同學(xué)設(shè)計了一個充電裝置，如圖所示。假設(shè)永磁鐵的往復(fù)運動在螺線管中產(chǎn)生近似正弦交流電，周期為0.2 s，電壓最大值為0.05 V。理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數(shù)比為1∶60。下列說法正確的是(　　)
A.交流電的頻率為10 Hz
B.副線圈兩端電壓最大值為3 V
C.變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強弱無關(guān)
D.充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率
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例4 (多選)國家電網(wǎng)公司推進智能電網(wǎng)推廣項目建設(shè)，擬新建智能變電站1 400座，變電站起變換電壓作用的設(shè)備是變壓器。如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓u＝220sin(100πt)V，電壓表、電流表都為理想電表。則下列判斷正確的是(　　)
A.輸入電壓有效值為220 V，電流頻率為50 Hz
B.S打到a處，當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動時，兩電壓表示數(shù)都增大
C.S打到a處，當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動時，兩電流表的示數(shù)都減小
D.若滑動變阻器的滑片不動，S由a處打到b處，電壓表V2和電流表A1的示數(shù)都減小
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例5 (多選)理想變壓器的原線圈連接一只理想電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q調(diào)節(jié)，如圖所示，在副線圈上連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑片，原線圈兩端接在電壓為U的交流電源上。則(　　)
A.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數(shù)變小
B.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數(shù)變大
C.保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)變大
D.保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)變小
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章末核心素養(yǎng)提升
核心素養(yǎng)提升
例1 B　[由題圖乙可知周期T＝0.02 s，角速度ω＝＝100π rad/s，轉(zhuǎn)速n＝＝50 r/s，故A錯誤；交變電流的最大值是Im＝10 A，電流表的示數(shù)為有效值，I＝ A＝10 A，故B正確；交流電的頻率為50 Hz，每個周期內(nèi)電流方向改變2次，則1 s內(nèi)線圈中電流方向改變了100次，故C錯誤；t＝0.01 s時線圈中的感應(yīng)電流達到最大，感應(yīng)電動勢最大，則穿過線圈的磁通量變化最快，磁通量為0，則線圈平面與磁場方向平行，與中性面垂直，故D錯誤。]
例2 BD　[題圖所示位置，通過線圈的磁通量最大，但感應(yīng)電動勢為零，A錯誤；線圈所圍成的閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為Em＝BL2ω，對應(yīng)的瞬時值表達式為e＝BL2ωsin ωt，B正確；根據(jù)q＝，線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，通過電阻R的電荷量q＝，C錯誤；電阻R上產(chǎn)生的熱量應(yīng)利用有效值求解，線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝R×＝，D正確。]
例3 B　[交流電的周期為0.2 s，頻率f＝＝5 Hz，A錯誤；根據(jù)理想變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)關(guān)系可知＝，由于原線圈兩端的電壓最大值為0.05 V，故副線圈兩端的電壓最大值為3 V，B正確；變壓器的輸入電壓由螺線管與永磁鐵相對運動產(chǎn)生，故輸入電壓與永磁鐵的磁場強弱有關(guān)，C錯誤；理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，充電電路的輸入功率即為變壓器的輸出功率，D錯誤。]
例4 AD　[輸入電壓有效值為U1＝ V＝220 V，由輸入電壓瞬時值表達式可知，角速度為ω＝100π rad/s，電流頻率為f＝＝ Hz＝50 Hz，故A正確；S打到a處，當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動時，副線圈電路的總電阻減小，由＝可知U2不變，即電壓表V2的示數(shù)不變，所以電流表A2的示數(shù)變大，故B、C錯誤；若滑動變阻器的滑片不動，S由a處打到b處，副線圈匝數(shù)減少，輸入電壓不變，輸出電壓減小，即電壓表V2的示數(shù)減小，根據(jù)P＝可知輸出功率減小，根據(jù)輸入功率等于輸出功率，可知P1＝U1I1減小，U1不變，則I1減小，即電流表A1的示數(shù)減小，故D正確。]
例5 AC　[在原、副線圈匝數(shù)比一定的情況下，變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定，因此保持Q的位置不動，變壓器輸出電壓不變。將P向上滑動時，副線圈電路總電阻增大，則變壓器輸出電流減小，變壓器輸入電流也減小，電流表的讀數(shù)變小，故A正確，B錯誤；保持P的位置不動，將Q向上滑動時，變壓器輸出電壓變大，負載電阻不變，輸出電流變大，輸出功率變大，變壓器的輸入功率等于輸出功率，變壓器輸入電壓不變，則輸入電流變大，電流表的讀數(shù)變大，故C正確，D錯誤。](共15張PPT)
章末核心素養(yǎng)提升
第三章　交流電
目 錄
CONTENTS
知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
01
核心素養(yǎng)提升
02
知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
1
核心素養(yǎng)提升
2
B
一、正弦交流電的“四值”和圖像問題
A.線圈轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為25 r/s
B.電流表的示數(shù)為10 A
C.1 s內(nèi)線圈中電流方向改變了50次
D.t＝0.01 s時線圈平面與中性面重合
BD
例2 (多選)如圖所示，邊長為L的正方形單匝線圈abcd，其電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點和cd的中點的連線O′O恰好位于勻強磁場的邊界線上，磁場的磁感應(yīng)強度為B。若線圈從圖示位置開始以角速度ω繞軸O′O勻速轉(zhuǎn)動，則以下判斷正確的是(　　)
B
二、理想變壓器的制約關(guān)系和動態(tài)分析
例3 某同學(xué)設(shè)計了一個充電裝置，如圖所示。假設(shè)永磁鐵的往復(fù)運動在螺線管中產(chǎn)生近似正弦交流電，周期為0.2 s，電壓最大值為0.05 V。理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數(shù)比為1∶60。下列說法正確的是(　　)
A.交流電的頻率為10 Hz
B.副線圈兩端電壓最大值為3 V
C.變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強弱無關(guān)
D.充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率
AD
A.輸入電壓有效值為220 V，電流頻率為50 Hz
B.S打到a處，當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動時，兩電壓表示數(shù)都增大
C.S打到a處，當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動時，兩電流表的示數(shù)都減小
D.若滑動變阻器的滑片不動，S由a處打到b處，電壓表V2和電流表A1的示數(shù)都減小
AC
例5 (多選)理想變壓器的原線圈連接一只理想電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q調(diào)節(jié)，如圖所示，在副線圈上連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑片，原線圈兩端接在電壓為U的交流電源上。則(　　)
A.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數(shù)變小
B.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數(shù)變大
C.保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)變大
D.保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)變小
解析　在原、副線圈匝數(shù)比一定的情況下，變壓器的輸出電壓由輸入電壓決定，因此保持Q的位置不動，變壓器輸出電壓不變。將P向上滑動時，副線圈電路總電阻增大，則變壓器輸出電流減小，變壓器輸入電流也減小，電流表的讀數(shù)變小，故A正確，B錯誤；保持P的位置不動，將Q向上滑動時，變壓器輸出電壓變大，負載電阻不變，輸出電流變大，輸出功率變大，變壓器的輸入功率等于輸出功率，變壓器輸入電壓不變，則輸入電流變大，電流表的讀數(shù)變大，故C正確，D錯誤。

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