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2020年高考物理一轮复习热点题型专题29 交流电的产生及描述(解析版)

2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练

专题29 交流电的产生及描述

【专题导航】

热点题型一正弦交变电流的产生及变化规律 (1)

（一）交变电流的产生过程分析 (2)

（二）交变电流的函数表达式的理解 (3)

交变电流的图象分析 (3)

热点题型二交变电流的有效值 (4)

热点题型三交变电流“四值”的理解与应用 (6)

（一）交变电流峰值的应用 (7)

（二）交变电流有效值的计算 (8)

（三）交变电流平均值的求法及应用 (9)

（四）交变电流“四值”的综合应用 (11)

【题型演练】 (13)

【题型归纳】

热点题型一正弦交变电流的产生及变化规律

1．交流电产生过程中的两个特殊位置

2.正弦式交变电流的变化规律

磁通量：Φ＝Φm cos ωt；电动势：e＝E m sin ωt；电流：i＝I m sin ωt.

（一）交变电流的产生过程分析

【例1】．(2019·南京、盐城模拟)图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为10 Ω，外接一只电阻为90 Ω 的灯泡，不计电路的其他电阻，则()

A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直B．每秒钟内电流方向改变100次

C．灯泡两端的电压为22 VD．0～0.01 s时间内通过灯泡的电荷量为0

【答案】B.

【解析】由题图乙电动势随时间变化的正弦规律图象可知：计时起点e＝0，即从中性面开始计时，选项A 错误；由图象可知：电动势周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，即每秒钟内电流方向改变100次，选项B正

确；由图象可知：电动势的有效值为22 V，所以灯泡两端的电压为U＝90

100×22 V＝19.8 V，选项C错误；0～0.01 s时间内通过灯泡的电流均为正方向，所以电荷量不为0，选项D错误．

【变式】(2019·北京市通州区高三第一学期期末)如图所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动，转轴OO′与磁场方向垂直，线圈中产生感应电动势。下列说法正确的是()

A．线圈平面与磁场垂直时，磁通量为零B．线圈平面与磁场垂直时，磁通量变化最快

C．线圈平面与磁场平行时，感应电动势为零D．线圈平面与磁场平行时，感应电动势最大

【答案】 D

【解析】线圈平面与磁场垂直时，通过线圈的磁通量最大，磁通量变化最慢，A 、B 错误；线圈平面与磁场平行时，ab 边、cd 边运动方向与磁感线方向垂直，感应电动势最大，C 错误，D 正确。（二）交变电流的函数表达式的理解

【例2】．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e ＝2002·sin 100πt (V)，那么( ) A ．该交变电流的频率是100 HzB ．当t ＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直 C ．当t ＝1

200 s 时，e 达到峰值D ．该交变电流的电动势的有效值为200 2 V

【答案】C.

【解析】由交变电流的电动势瞬时值表达式e ＝nBSω·sin ωt 可知，交变电流的频率f ＝ω2π＝100π

2π Hz ＝50 Hz ，

选项A 错误；在t ＝0时，电动势瞬时值为0，线圈平面恰好在中性面处，选项B 错误；当t ＝1

200 s 时，e

达到峰值E m ＝200 2 V ，选项C 正确；该交变电流的电动势的有效值E ＝E m

＝200 V ，选项D 错误．【变式】一交流电压为u ＝1002sin(100πt )V ，由此表达式可知( ) A ．用电压表测该电压其示数为50 VB ．该交流电压的周期为0.02 s C ．将该电压加在“100 V,100 W”的灯泡两端，灯泡的实际功率小于100 W D ．t ＝

400

s 时，该交流电压的瞬时值为50 V 【答案】B

【解析】由交流电压瞬时值表达式可知电压的有效值为100 V ，故用电压表测该电压其示数为100 V ，选项A 错误；ω＝100π rad/s ，则周期T ＝2π

ω＝0.02 s ，选项B 正确；该电压加在“100 V,100 W”的灯泡两端，灯泡

恰好正常工作，选项C 错误；将t ＝1

400 s 代入瞬时值表达式得电压的瞬时值为100 V ，选项D 错误．

交变电流的图象分析

【例3】(2019·扬州市一模)电阻为1 Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，线圈的电动势随时间变化的图象如图所示．现把线圈的电动势加在电阻为9 Ω的电热丝上，则下列说法正确的是( )

A ．线圈转动的角速度为31.4 rad/s

B ．如果线圈转速提高一倍，则电流发生改变

C ．电热丝两端的电压U ＝100 2 V

D ．电热丝的发热功率P ＝1 800 W

【答案】BD

【解析】从图中可知T ＝0.02 s ，ω＝2π

T ＝314 rad/s ，故选项A 错误；其他条件不变，如果线圈转速提高一倍，

角速度ω变为原来的两倍，则电动势最大值E m ＝NBSω变为原来的两倍，电压的有效值为原来的两倍，根据欧姆定律可知电流发生改变，故选项B 正确；该交流电压的最大值为200 V ，所以有效值为100 2 V ，U ＝99＋1

×100 2 V ＝90 2 V ，故选项C 错误；根据P ＝U 2R 得P ＝

902

W ＝1 800 W ，选项D 正确．

【变式】．(2017·高考天津卷)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化．设线圈总电阻为2 Ω，则( )

A ．t ＝0时，线圈平面平行于磁感线

B ．t ＝1 s 时，线圈中的电流改变方向

C ．t ＝1.5 s 时，线圈中的感应电动势最大

D ．一个周期内，线圈产生的热量为8π2 J 【答案】AD

【解析】.t ＝0时，磁通量为零，磁感线与线圈平面平行，A 正确；当磁感线与线圈平面平行时，磁通量变化率最大，感应电动势最大，画出感应电动势随时间变化的图象如图，由图可知，t ＝1 s 时，感应电流没有改变方向，B 错误；t ＝1.5 s 时，感应电动势为0，C 错误；感应电动势最大值E m ＝NBSω＝NΦm 2πT ＝100×0.04×

2π2(V)＝4π(V)，有效值E ＝22×4π(V)＝22π(V)，Q ＝E 2

T ＝8π2(J)，D 正确．

热点题型二交变电流的有效值 1．利用公式法计算利用E ＝

E m 2、U ＝U m 2、I ＝I m

计算，只适用于正(余)弦式交变电流． 2．利用有效值的定义计算(非正弦式电流)

计算时“相同时间”至少取一个周期或周期的整数倍．

3．利用能量关系计算

当有电能和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值． 4.计算交变电流有效值的方法

(1)分段计算电热，然后求和得出一个周期内产生的总热量． (2)利用两个公式

Q ＝I 2Rt

和Q ＝U 2

t 可分别求得电流有效值和电压有效值．

(3)若图象部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的14(但必须是从零至最大值或从最大值至零)和1

2周期部分可

直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I ＝

I m 2、U ＝U m

求解．【例4】(2019·南京、盐城一模)一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如下图所示，在相同时间内电阻产生热量最大的是

( )

【答案】 D

【解析】选项A 、B 中交变电流的有效值都为 2 A ，选项C 中恒定电流的大小为1.5 A ，选项D 中交变电流的有效值为2 A ，根据热量的表达式Q ＝I 2Rt 得出选项D 正确．

【变式1】(2019·贵阳一模)如图甲所示为某品牌电热毯的简易电路，电热丝的电阻为R ＝484 Ω，现将其接在u ＝2202sin100πt (V)的正弦交流电源上，电热毯被加热到一定温度后，温控装置P 使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝的电阻保持不变，则保温状态下，理想交流电压表V 的读数和电热毯消耗的电功率最接近下列哪一组数据( )

A ．220 V 、100 W

B ．156 V 、50 W

C ．110 V 、25 W

D ．311 V 、200 W

【答案】 B

【解析】由图象根据有效值的定义可得????U m 22

R ×T

2＋0＝U 2R ×T ，解得：U ＝U m

2＝110 2 V≈156 V ，电热毯在

保温状态下消耗的电功率为P ＝U 2R ＝(1102)2

484

W ＝50 W ，B 正确。

【变式2】图示为表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电的有效值是 ( )

A ．5 2 A

B ．3.5 2 A

C ．3.5 A

D ．5 A

【答案】D

【解析】交流电的有效值是根据其热效应定义的，它是从电流产生焦耳热相等的角度出发，使交流电与恒定电流等效．设交流电的有效值为I ，令该交变电流通过一阻值为R 的纯电阻，在一个周期内有：I 2RT ＝I 21R T 2＋I 22R

.所以该交流电的有效值为I ＝I 21＋I 2

＝5 A. 热点题型三交变电流“四值”的理解与应用交变电流“四值”的比较

（一）交变电流峰值的应用

矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转到与磁感线平行时，感应电动势有最大值m E NB S ω=。此时电阻电路中的电流及用电器两端电压也有最大值m

m E I R r

+，m m U I R =?。最大值m E 和线圈形状无关，和垂直磁场的转动轴的选取无关，即N B S ω、、、一定，m E NB S ω=不变。最大值在实际中有一定的指导意义，所有使用交变电流的用电器，其最大耐压值，应大于其使用的交流电压的最大值，电容器上的标示电压，即其耐压值，是电容器所允许加的电压的最大值。

【例5】．(2019·湖北黄冈中学模拟)如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为r ＝0.1 m 、匝数n ＝ 20的线圈位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)，线圈所在位置的磁感应强度的大小均为B ＝0.20π T ，线圈电阻为R 1＝0.5 Ω，它的引出线接有R 2＝9.5 Ω的小电珠L ，外

力推动线圈框架的P 端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度v 随时间t 变化的规律如图丙所示(摩擦等损耗不计)，则( )

A ．小电珠中电流的峰值为0.16 A

B ．小电珠中电流的有效值为0.16 A

C ．电压表的示数约为1.5 V

D ．t ＝0.1 s 时外力的大小为0.128 N 【答案】D

【解析】由题意及法拉第电磁感应定律知道，线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的峰值为E m ＝nBlv ＝nB ·2πrv m ，故小电珠中电流的峰值为I m ＝E m R 1＋R 2＝20×0.20π×2π×0.1×2

9.5＋0.5 A ＝0.16 A ，选项A 正确，B 错误；电压表示数为U ＝I m

2·R 2≈1.07 V ，选项C 错误；当t ＝0.1 s 也就是T

时，外力的大小为F ＝nB ·2πrI m ＝0.128 N ，选项D 正确．

【变式】(多选)如图甲所示，标有“220 V 40 W”的电灯和标有“20 μF 300 V”的电容器并联接到交流电源上，V 为交流电压表．交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关．下列判断正确的是( )

A ．t ＝T

时刻，V 的示数为零B ．电灯恰好正常发光

C ．电容器有可能被击穿

D ．交流电压表V 的示数保持110 2 V 不变【答案】BC

【解析】.交流电压表V 的示数应是电压的有效值220 V ，故A 、D 错误；电压的有效值恰等于电灯的额定电压，电灯正常发光，B 正确；电压的峰值220 2 V≈311 V ，大于电容器的耐压值，故有可能被击穿，C 正确．

（二）交变电流有效值的计算

（1）定义有效值时要注意“三同”，即电阻相同、时间相同、产生热量相同。

（2）在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电池的有效值。如电功率的计算式：P UI 中，U I 、均为有效值。

（3）在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电子仪表的示数均为交变电流的有效值。在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流及电功率指的都是有效值。（4）我国民用交变电流：照明电压220 V 和动力电压380 V 都是有效值。

【例6】(2018·高考全国卷Ⅲ)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正．该电阻上电压的峰值均为u 0，周期均为T ，如图所示．则Q 方∶Q 正等于( )

A ．1∶2

B ．2∶1

C ．1∶2

D ．2∶1

【答案】D

【解析】.根据焦耳定律知热量与方波中的电流方向的变化无关，故Q 方＝u 20

T ；而正弦交流电电压的有效值

等于峰值的12

，故Q 正＝???

?u 022

R T ＝12·u 20

R T ，所以Q 方Q 正＝21，D 正确．

【变式】如图甲所示，将阻值为R ＝5 Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小．对此，下列说法正确的是( )

A ．电阻R 两端电压变化规律的函数表达式为u ＝2.5sin 200πt (V)

B ．电阻R 消耗的电功率为1.25 W

C ．如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1 A

D ．这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为12

【答案】AD

【解析】图乙所示电流的最大值为I m ＝0.5 A ，周期为T ＝0.01 s ，其角速度为ω＝2π

T ＝200π rad/s ，由欧姆定

律得U m ＝I m R ＝2.5 V ，所以R 两端电压瞬时值的表达式为u ＝2.5 sin 200πt (V)，选项A 正确；该电流的有效值为I ＝

I m

，电阻R 消耗的电功率为P ＝I 2R ，解得P ＝0.625 W ，选项B 错误；电流表的示数为有效值，该交变电流由图丙所示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生，当转速提升一倍时，电动势的最大值E m ＝nBSω为原来的2倍，电路中电流的有效值也是原来的2倍，为2×0.5

2 A≠1 A ，选项C 错误；图乙中的正弦交变电

流的有效值为0.52 A ，图丁所示的交变电流虽然方向发生变化，但大小恒为0.5 A ，故有效值之比为1

2，选

项D 正确．

（三）交变电流平均值的求法及应用

交变电流的图象中，图线和横轴（t 轴）所围面积跟时间的比值，称为交变电流的平均值。交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时间长短均有关，其数值可根据法拉第电磁感应定律Ф

E n

?=?计算。如正弦式电流，其正半周期或负半周期的平均电动势大小为2/NB S ωπ，而一个周期内的平均电动势却为零。

当需要求某段时间内通过某一面积的电荷量时，只能用

E ФФq I t t n t n R t R

??=??=

??=??=?求解。【例7】如图所示，面积为S 、匝数为N 、电阻为r 的正方形导线框与阻值为R 的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R 的两端．线框在磁感应强度为B 的匀强磁场中，以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度ω匀速转动，不计其他电阻，则下列说法正确的是( )

A ．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBSωsin ωt

B ．线框通过中性面前后，流过电阻R 的电流方向将发生改变，1秒钟内流过电阻R 的电流方向改变ω

π次

C ．线框从图示位置转过60°的过程中，通过电阻R 的电荷量为

NBS

2R ＋r

D ．电压表的示数跟线框转动的角速度ω大小无关【答案】ABC

【解析】从图示位置开始计时，即从线框处于中性面位置开始计时，感应电动势瞬时值表达式e ＝NBSωsin ωt ，选项A 正确；线框通过中性面前后，流过电阻R 的电流方向发生改变，每转1周电流方向改变2次，1秒钟内线框转动圈数为1T ＝ω2π，故流过电阻R 的电流方向改变2×ω2π＝ω

π次，选项B 正确；线框从图示位置转

过60°的过程中，通过电阻R 的电荷量Δq ＝I Δt ＝E

R ＋r Δt ＝N ΔΦR ＋r ，而ΔΦ＝B ΔS ＝12BS ，故Δq ＝NBS

2R ＋r ，

选项C 正确；电压表的示数U ＝RE R ＋r ，而E ＝NBSω

，故U ∝ω，选项D 错误．

【变式】如图所示，电阻为r 的单匝矩形线圈面积为S ，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动．匀强磁场的磁感应强度为B ，t ＝0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则 ( )

A ．滑片P 下滑时，电压表的读数不变

B ．图示位置线圈中的感应电动势最大

C ．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R 的电荷量为2BS R ＋r

D ．1 s 内流过R 的电流方向改变ω

π次

【答案】CD

【解析】滑片P 下滑时，外电阻增大，电压表的读数变大，A 错误；图示位置穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零，B 错误；线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R 的电荷量q ＝ΔΦR ＋r ＝2BS

R ＋r ，C 正确；

一个周期内线圈2次通过中性面，电流方向改变2次，交流电的频率为ω

2π，所以1 s 内流过R 的电流方向改

变ω

次，D 正确．（四）交变电流“四值”的综合应用

【例7】．(2019·北京海淀质检)如图甲所示，长、宽分别为L 1、L 2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n ，总电阻为r ，可绕其竖直中心轴O 1O 2转动．线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C 、D (集流环)焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R 相连．线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B 的大小随时间t 的变化关系如图乙所示，其中B 0、B 1和t 1均为已知量．在0～t 1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t 1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动．求：

(1)0～t 1时间内通过电阻R 的电流大小；

(2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R 产生的热量； (3)线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R 的电荷量．【答案】(1)nL 1L 2（B 1－B 0）（R ＋r ）t 1 (2)πRω????nB 1L 1L 2R ＋r 2 (3)nB 1L 1L 2R ＋r

【解析】(1)0～t 1时间内，线框中的感应电动势 E ＝n ΔΦΔt ＝nL 1L 2（B 1－B 0）

t 1

根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R 的电流 I ＝

E R ＋r ＝nL 1L 2（B 1－B 0）（R ＋r ）t 1

. (2)线框产生感应电动势的最大值E m ＝nB 1L 1L 2ω 感应电动势的有效值E ＝

2nB 1L 1L 2

通过电阻R 的电流的有效值I ＝2nB 1L 1L 2ω

2（R ＋r ）

线框转动一周所需的时间t ＝

2πω

此过程中，电阻R 产生的热量 Q ＝I 2Rt ＝πRω

???

?nB 1L 1L 2R ＋r 2

. (3)线框从图甲所示位置转过90°的过程中，平均感应电动势E ＝n ΔΦΔt ＝nB 1L 1L 2Δt

平均感应电流I ＝

nB 1L 1L 2

Δt （R ＋r ）

通过电阻R 的电荷量q ＝I Δt ＝nB 1L 1L 2

R ＋r

【变式】(2019·北京市海淀区高三上学期期末)如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动，沿着OO ′方向观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B ，线圈匝数为n ，ab 边的边长为l 1，ad 边的边长为l 2，线圈总电阻为R ，转动的角速度为ω。图中线圈平面与磁场方向平行。

(1)从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的感应电动势随时间变化的函数关系式； (2)求经过时间t ，线圈电阻产生的热量；

(3)从线圈经过图示位置开始计时，求线圈转过30°角时间内通过线圈导线某截面的电荷量。

【答案】 (1)e ＝nBl 1l 2ωcos ωt (2)n 2B 2ω2l 21l 2

2R t (3)nBl 1l 22R

【解析】 (1)线圈切割磁感线产生的最大感应电动势为E m ＝nBl 1l 2ω，从线圈经过图示位置开始计时，线圈内的感应电动势随时间变化的函数关系式为 e ＝nBl 1l 2ωcos ωt 。

(2)线圈转动过程中电流的有效值： I ＝

I m 2＝E m 2R ＝nBl 1l 2ω

，经过时间t ，线圈电阻产生的热量为：

Q ＝I 2

Rt ＝n 2B 2ω2l 21l 2

t 。

(3)线圈从图示位置转过30°角的时间内，平均感应电动势E ＝n ΔΦΔt ＝n B ×sin30°×S Δt ＝nBl 1l 22Δt

平均感应电流I ＝

R ＝nBl 1l 22R Δt ，通过线圈导线某截面的电荷量q ＝I Δt ＝nBl 1l 2

2R 。

【题型演练】

1．(2019·合肥模拟)一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm ，最大感应电动势为E m ，下列说法中正确的是( ) A ．当磁通量为零时，感应电动势也为零B ．当磁通量减小时，感应电动势也减小 C ．当磁通量等于0.5Φm 时，感应电动势等于0.5E m D ．角速度ω等于E m Φm

【答案】D.

【解析】根据正弦式交变电流的产生及其变化规律，当磁通量最大时，感应电动势为零；当磁通量减小时，感应电动势在增大，磁通量减为零时，感应电动势最大，由此可知A 、B 项错误；设从线框位于中性面开始计时，则有e ＝E m sin ωt ，式中E m ＝BSω，因Φm ＝BS ，故角速度ω＝E m

Φm ，D 项正确；设e ＝0.5E m ，则解出

ωt ＝π6，此时Φ＝B ·S cos π6＝32BS ＝32

Φm ，C 项错误．

2.(2019·福建厦门期末)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示．产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示．则下列说法正确的是

( )

甲乙

A ．t ＝0.01 s 时穿过线框的磁通量最小

B ．该交变电动势的有效值为11 2 V

C ．该交变电动势的瞬时值表达式为e ＝222·cos 100πt (V)

D ．电动势瞬时值为22 V 时，线框平面与中性面的夹角为45° 【答案】D

【解析】t ＝0.01 s 时，感应电动势为零，线框位于中性面位置，穿过线框的磁通量最大，A 项错误；由图象知，正弦交变电动势的量大值为U m ＝22 2 V ，故有效值U ＝U m

2＝22 V ，B 项错误；t ＝0时，感应电动势

为零，故瞬时值表达式应为e ＝222sin 100πt (V)，C 项错误；当e ＝22 V 时，e ＝E m sin θ＝22 V ，解得：θ＝45°，D 项正确．

3.小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系是正弦函数．将发电机与一个标有“6 V,6 W”的小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻．当线圈的转速为n ＝5 r/s 时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时值表达式为 ( )

A ．i ＝sin 5t (A)

B ．i ＝sin 10πt (A)

C ．i ＝1.41sin 5t (A)

D ．i ＝1.41sin 10πt (A)

【答案】D

【解析】因为小灯泡正常发光，所以电路中电流的有效值为I ＝P

U ＝1 A ，则电流的最大值为I m ＝ 2 A≈1.41

A ．因为转速n ＝5 r/s ，且ω＝2n π，所以ω＝10π rad/s ，故电路中电流的瞬时值表达式为t ＝1.41·sin 10πt (A)，选项D 正确．

4．(2019·河南开封一模)图甲所示为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示．发电机线圈内阻为1 Ω，外接灯泡的电阻为9 Ω恒定不变，则下列说法中正确的为

( )

A ．电压表的示数为6 V

B ．发电机的输出功率为4 W

C ．在1.0×10－

2 s 时刻，穿过线圈的磁通量最大D ．在1.0×10－

2 s 时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大【答案】C

【解析】根据图乙所示的产生的电动势随时间变化的正弦规律图象可知，电动势最大值为6 2 V ，有效值为E ＝6 V ，由闭合电路欧姆定律，I ＝E /(R ＋r )＝0.6 A ，电流表示数为0.6 A ，电压表的示数为U ＝IR ＝0.6×9 V ＝5.4 V ，选项A 错误．发电机的输出功率为P ＝UI ＝5.4×0.6 W ＝3.24 W ，选项B 错误．在1.0×10－

2 s 时刻，产生的感应电动势为零，说明磁通量变化率为零，线圈正在通过中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，选项C 正确，D 错误．

5．如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流

表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO ′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是

( )

A ．电流表的示数为10 A

B ．线圈转动的角速度为50π rad/s

C ．0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行

D ．0.02 s 时电阻R 中电流的方向自右向左【答案】AC

【解析】电流表的示数为交变电流的有效值10 A ，A 项正确；由ω＝2π

T 可得，线圈转动的角速度为ω＝100π

rad/s ，B 项错误；0.01 s 时，电路中电流最大，故该时刻通过线圈的磁通量最小，即该时刻线圈平面与磁场平行，C 项正确；根据楞次定律可得，0.02 s 时电阻R 中电流的方向自左向右，D 项错误．

6.(2019·沈阳质检)如图所示为一交流电压随时间变化的图象．每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定．根据图中数据可得，此交流电压的有效值为( )

A ．7.5 V

B ．8 V

C ．215 V

D ．313 V

【答案】C

【解析】.根据电流的热效应有????6 V 22·1R ·T 3＋（9 V ）2R ·2T 3＝U 2R T ，解得U 2＝(60 V)2，所以U ＝215 V ，C 项

正确．

7如图所示，在xOy 直角坐标系中的第二象限有垂直坐标平面向里的匀强磁场，第四象限有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B .直角扇形导线框半径为L 、总电阻为R ，在坐标平面内绕坐标原点O 以角速度ω逆时针匀速转动．线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值是( )

A ．I ＝BL 2ω

B ．I ＝BL 2ω2R

C ．I ＝0

D ．I ＝BLω

【答案】B.

【解析】从图示位置转过90°的过程中，即在0～T 4时间内，线框中的感应电动势为E ＝1

2BL 2ω，感应电流沿

顺时针方向；在转过90°至180°的过程中，即在T 4～T 2时间内，线框中的感应电动势仍为E ＝1

2BL 2ω，感应电

流沿逆时针方向；在转过180°至270°的过程中，即在T 2～3T 4时间内，线框中的感应电动势仍为E ＝1

2BL 2ω，

感应电流沿逆时针方向；在转过270°至360°的过程中，即在3T 4～T 时间内，线框中的感应电动势仍为E ＝

2BL 2ω，感应电流沿顺时针方向．根据有效值的定义知

I ＝BL 2ω

.B 项正确．

8．(2019·贵州贵阳高三适应性考试)有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示；图中N 、S 是一对固定的磁极，磁极间有一固定在绝缘转轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮．如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电．关于此装置，下列说法正确的是 ( )

A ．自行车匀速行驶时线圈中产生的是交流电

B ．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关

C ．知道摩擦轮和后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数

D ．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大【答案】AC.

【解析】摩擦轮带动线圈在磁场中绕垂直于磁感线的轴转动，产生交流电，故A 正确；行驶速度会影响感应电动势的大小，所以影响灯泡的亮度，故B 错误；摩擦轮和后轮属于皮带传动，具有相同的线速度，如果知道了半径关系，就能知道角速度关系，也就能知道转速关系，故C 正确；线圈匝数不影响穿过线圈的

磁通量的变化率的大小，故D 错误．

9.(2019·石家庄模拟)如图所示的正方形线框abcd 边长为L ，每边电阻均为r ，在垂直于纸面向里，磁感应强度为B 的匀强磁场中绕cd 轴以角速度ω匀速转动，c 、d 两点与一阻值为r 的电阻相连，各表均可视为理想电表，导线电阻不计，则下列说法中正确的是( )

A ．线框abcd 产生的电流为交变电流

B ．当S 断开时，电压表的示数为零

C ．当S 断开时，电压表的示数为28BωL 2

D ．当S 闭合时，电流表的示数为2BωL 2

14r 【答案】ACD

【解析】.线框abcd 绕着垂直于磁场的转轴匀速转动，故产生的电流为交变电流，故A 项正确；产生的交流电的电动势最大值为

E m ＝BL 2ω，有效值为

E ＝BL 2ω

，当S 断开时，电压表测量的电压为cd 间的电压，故

U ＝14E ＝28BL 2ω，故B 项错误，C 项正确；S 闭合时，电路总电阻为3r ＋r 2，ab 中电流为I ＝E 7r 2＝2

BL 2ω，

电流表读数为I 2＝2

14r

BωL 2，故D 项正确．

10．(2019·湖南十二校联考) 如图所示，边长为L 的正方形单匝线圈abcd ，其电阻为r ，外电路的电阻为R ，ab 的中点和cd 的中点的连线O ′O 恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B .若线圈从图示位置开始以角速度ω绕轴O ′O 匀速转动，则以下判断正确的是( )

A ．图示位置线圈中的感应电动势最大，为E m ＝BL 2ω

B ．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e ＝1

BL 2ωsin ωt

C ．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R 的电荷量为q ＝2BL 2

R ＋r

D ．线圈转动一周的过程中，电阻R 上产生的热量为Q ＝πB 2ωL 4R

4（R ＋r ）2

【答案】BD.

【解析】题图所示位置，线圈中通过的磁通量最大，但感应电动势为零，A 错误；线圈所围成的闭合电路中产生的感应电动势最大值为E m ＝12BL 2ω，故对应的瞬时值表达式为e ＝12BL 2ωsin ωt ，B 正确；由q ＝

ΔΦ

R ＋r 可得线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R 的电荷量q ＝BL 2

R ＋r ，C 错误；电阻R 上产生的热量应

利用有效值求解，即转动一周的过程中产生的热量：Q ＝??????E m 2（R ＋r ）2

R ×2πω＝πB 2ωL 4R 4（R ＋r ）2，D 正确．

高三物理：受力分析题型精练(含答案)

· 高三物理受力分析专题练习受力分析专题： 1、图中a 、b 是两个位于固定斜面上的正方形物块，它们的质量相等。F 是沿水平方向作用于a 上的外力。已知a 、b 的接触面，a 、b 与斜面的接触面都是光滑的。正确的说法是（） A ．a 、b 一定沿斜面向上运动 B ．a 对b 的作用力沿水平方向 C ．a 、b 对斜面的正压力相等 D ．a 受到的合力沿水平方向的分力等于b 受到的合力沿水平方向的分力 2、如图所示，斜面体放在墙角附近，一个光滑的小球置于竖直墙和斜面之间，若在小球上施加一个竖直向下的力F ，小球处于静止。如果稍增大竖直向下的力F ，而小球和斜面体都保持静止，关于斜面体对水平地面的压力和静摩擦力的大小的下列说法：①压力随力F 增大而增大；②压力保持不变；③静摩擦力随F 增大而增大；④静摩擦力保持不变。其中正确的是（） A ．只有①③正确 B ．只有①④正确 C ．只有②③正确 D ．只有②④正确 3、在地球赤道上，质量为m 的物体随地球一起自转，下列说法中正确的是（A ．物体受到万有引力、重力、向心力的作用，合力为零 B ．物体受到重力、向心力的作用、地面支持力的作用，合力不为零 ( C ．物体受到重力、向心力、地面支持力的作用，合力为零 D ．物体受到万有引力、地面支持力的作用，合力不为零 4、如图所示，物体A 、B 、C 叠放在水平桌面上，水平力F 作用于C 物体，使A 、B 、C 以共同速度向右匀速运动，那么关于物体受几个力的说法正确的是（） A ．A 受6个， B 受2个， C 受4个 B ．A 受5个，B 受3个，C 受3个 C ．A 受5个，B 受2个，C 受4个 D ．A 受6个，B 受3个，C 受4个 5、甲、乙、丙三个立方体木块重量均为10牛，叠放在一起放在水平地面上保持静止，各接触面之间的动摩擦因数相同，均为μ=,F 1=1牛，方向水平向左，作用在甲上，F 2=1牛，方向水平向右，作用在丙上，如图所示，地面对甲的摩擦力大小为f 1，甲对乙的摩擦力大小为f 2，乙对丙摩擦力大小为f 3，则( ) Ａ、f 1=2牛、f 2=4牛、f 3=0 Ｂ、f 1=1牛、f 2=1牛、f 3=1牛Ｃ、f 1=0、 f 2=1牛、f 3=1牛Ｄ、f 1=0、 f 2=1牛、f 3=0 6、如图所示，滑块A 受到沿斜向上方的拉力F 作用，向右作匀速直线运动，则滑块受到的拉力与摩擦力的合力方向是（） A.向上偏右 B.向上偏左 C.竖直向上 D.无法确定》 7．如图所示，两个等大、反向的水平力F 分别作用在物体A 和B 上，A 、B 两物体均处于静止状态。若各接触面与水平地面平行，则A 、B 两物体各受几个力（） — A F

高考物理三类热点题型的总结

高考物理三类热点题型的总结 1.图象题。可以说人类学会如何表示信息是从图象开始起源的，从图画演变出文字，进而抽象出数学公式。看懂图表、动漫是从幼儿开始的，是生活的基本能力，当然随着学习知识的逐渐深入，又对同学们的读图能力提出了更高的要求。近几年高考图象题的数量逐年增加，图象表示物理问题比文字和公式具有更大的优越性，能形象地描述物理状态、过程和规律，能够把一个问题的多个相关因素同时展现出来，给我们分析问题提供直观、清晰的物理图景，既有助于我们对相关概念、规律的理解和记忆，又有助于我们正确地把握相关物理量之间的定性、定量关系。因此要习惯用图象表示问题，处理数据。物理图象不同于数学图象的是一般两坐标轴表示两个具有实际意义的物理量，首先要看清坐标轴，理解图象表示的是谁随谁的变化，理解正、负、斜率、面积、截距、交点的物理意义，其次把图形转化为实际的物理过程，进而理解图象的意义并解答问题。 2.实验探究题。从近几年高考对实验考查的结果来看，实验的得分率一直很低，但实际上高考物理实验题目的总体难度并不高，考察的实验也都是考纲中明确要求的基本实验，属于考生最不应该失分的题型之一。物理是以实验为基础的学科，首先要树立物理规律来源于实验、来源于生活的理念，实验是第一的，规律是第二的。实验思想、技能和方法是高考实验考查的三大重点，电学考查仪表读数、实物图连接、电表选取、电路设计、方案的筛选、原理的迁移、数据的处理，可以很好地考查多项实验能力。而探究与实验相结合使二者都具

有了实际意义。每一个实验突出的探究环节不尽相同，关键是从实验原理出发，进行设计和变化。 3.新科技、新技术应用题。这类题多以当今社会热点和高新科技动态为背景，信息量一般较大、题干较长，一般是描述一种装置或某一理论的基本精神，再和中学物理知识连接。表面看来给人一种很复杂的感觉，但抽象出物理模型时就会有一种“现象大、问题小”的转折。要求学生在考场上对新情景新信息完成现场学习，将信息进行有效提炼、加工、建模，与原有知识衔接来解决问题。这类问题不仅对学生的创新能力是一个考查，而且对学生的心理素质也是一个考验。二、注意构建属于自己的知识网络对于复习到的每一个专题，应该首先思考这一专题研究解决了什么问题，与社会生活实际有哪些联系和应用，只有将抽象的物理知识与生活相联系时，对知识的理解才能深化、活化。考生应该按自己的思维方式构建知识网络，找出知识间的关联，学会对知识重组、整合、归类、总结，掌握物理思维方法，将知识结构化，将书读薄。结构化的知识是形成能力的前提，只有经过自己的思维在大脑中重新排列的知识，理解才能深刻。一般来说，一个专题有一个核心的主体，其余的概念为这个主体做铺垫，要以点带面，即以主要知识带动基础知识。

高考物理电场知识总结

高考物理电场知识总结 1.两种电荷 -1自然界中存在两种电荷：正电荷与负电荷。2电荷守恒定律： 2.★库仑定律 1内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 3适用条件：真空中的点电荷。点电荷是一种理想化的模型。如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多，以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时，这种带电体就可以看成点电荷，但点电荷自身不一定很小，所带电荷量也不一定很少。 3.电场强度、电场线 1电场：带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体。电场是客观存在的，电场具有力的特性和能的特性。 2电场强度：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做这一点的电场强度。定义式：E=F/q 方向：正电荷在该点受力方向。 3电场线：在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫做电场线。电场线的性质：①电场线是起始于正电荷或无穷远处，终止于负电荷或无穷远处;②电场线的疏密反映电场的强弱;③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹。 4匀强电场：在电场中，如果各点的场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场。匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线。 5电场强度的叠加：电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和。 4.电势差U：电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q叫做AB两点间的电势差。公式：UAB=WAB/q电势差有正负：UAB=-UBA，一般常取绝对值，写成U。 5.电势φ：电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差。 1电势是个相对的量，某点的电势与零电势点的选取有关通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势。因此电势有正、负，电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低。

2016-2020五年高考物理试题分类汇总-交流电和变压器(原卷版)

2016-2020五年高考物理试题分类汇总-交流电和变压器（原卷版）【2020年】 1.（2020·新课标Ⅱ）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A 处采用550 kV 的超高压向B 处输电，输电线上损耗的电功率为?P ，到达B 处时电压下降了?U 。在保持A 处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV 特高压输电，输电线上损耗的电功率变为?P ′，到达B 处时电压下降了?U ′。不考虑其他因素的影响，则（） A. ?P ′=14?P B . ?P ′=12?P C. ?U ′=14?U D. ?U ′=12 ?U 2.（2020·新课标Ⅲ）在图（a ）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V ，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1、R 2、R 3均为固定电阻，R 2=10Ω，R 3=20Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R 2中电流i 2随时间t 变化的正弦曲线如图（b ）所示。下列说法正确的是（） A. 所用交流电的频率为50Hz B. 电压表的示数为100V C. 电流表的示数为1.0A D. 变压器传输的电功率为15.0W 3.（2020·浙江卷）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率100kW P =，发电机的电压1250V U =，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻8ΩR =线，在用户端用降压变压器把电压降为4220V U =。已知输电线上损失的功率5kW P =线，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（） A. 发电机输出的电流140A I =B. 输电线上的电流625A I =线

绝版高三物理专题复习受力分析

受力分析重要知识点讲解知识点一：简单物理模型受力分析题型一：弹力例题1 画出物体A受到的弹力：（并指出弹力的施力物体）变式1 画出物体A受到的弹力：（并指出弹力的施力物体）题型二：摩擦力例题2 画出物体A受到的摩擦力，并写出施力物：（表面不光滑）变式2 画出物体A受到的摩擦力，并写出施力物：（表面不光滑）

变式3 画出物体 A 受到的摩擦力，并写出施力物：（表面不光滑）题型三：整体分析受力例题3 对物体A 进行受力分析。变式4 对物体A 进行受力分析。随堂练习对下列物理模型中的A 、B 进行受力分析。知识点二：组合模型的受力分析 A 、B 相对地面静止

题型一组合模型受力分析例题1 变式1 对水平面上各物体进行受力分析（水平面粗糙）。变式2 对下列各物块进行受力分析。知识点二：力的合成与分解题型二：力的变化例题2 在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于平衡状态．现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3．若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中 A．F1保持不变，F3缓慢增大 B．F1缓慢增大，F3保持不变 C．F2缓慢增大，F3缓慢增大 D．F2缓慢增大，F3保持不变变式3 水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为(01) μμ <<。现对木箱施 A B F

加一拉力F ，使木箱做匀速直线运动。设F 的方向与水平面夹角为θ，如图，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则 A ．F 先减小后增大 B ．F 一直增大 C ．F 的功率减小 D ．F 的功率不变题型三：力的合成与分解例题3 两个大小分别为1F 、2F （12F F <）的力作用在同一质点上，它们的合力F 的大小满足（） A. 21F F F ≤≤ B. 121 2 22 F F F F F -+≤≤ C. 1212F F F F F -≤≤+ D. 22222 1212F F F F F -≤≤+ 变式4 若有两个共点力1F 、2F 的合力为F ，则有（） A.合力F 一定大于其中任何一个分力。 B. 合力F 至少大于其中任何一个分力。 C. 合力F 可以比1F 、2F 都大，也可以比1F 、2F 都小。 D. 合力F 不可能和1F 、2F 中的一个大小相等。知识点三常见物理模型的分析 1、斜面模型：如下图所示，在对斜面模型进行分析受力的时候要注意，尽量把斜面的倾斜角画的小一些，这样将便于对分力的辨别。在对斜面进行受力分析建立坐标系时，尽量以平行斜面为x 轴。同时，也应该记住一些基本的力的表达，如：支持力cos N mg θ=；重力沿斜面向下的分力sin F mg θ=；若斜面上的物体和斜面发生相对运动，则所受到的摩擦力cos f mg μθ=。 θ

高考物理必考热点

2019届高考物理必考热点物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。小编准备了高考物理必考热点，希望你喜欢。《质点的直线运动》用速度图象解决两物体的追及问题或一个物体的两个运动过程。题型：选择题。《相互作用与牛顿定律》用整体法与隔离法进行受力分析，受力平衡的情况是基本要求，较高要求则是结合牛顿定律、运动学公式分析一个物体的两个运动过程或两个物体的连接体问题。题型：选择题、计算题。《曲线运动、机械能、万有引力定律》 (1)对“功和能”的理解与简单应用。题型：选择题、计算题。 (2)用万有引力定律、圆周运动公式对两个天体围绕中心天体运动的问题分析。题型：选择题。《电场、电路》对常见电场中各点的电场强度、电势、电势能、电容的分析与计算。题型：选择题。《磁场》

用磁场力与电场力、圆周运动的知识以及几何知识，分析和计算带电粒子在电场、磁场中的运动的问题。题型：计算题。《电磁感应、交流电》 (1)用楞次定律判断感应电流方向。题型：选择题。 (2)有关变压器变压比、变流比、远距离输电的计算。题型：选择题。《必考内容实验题》： (1)刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、多用电表的读数。题型：实验题。 (2)用伏安法测量电阻器、电流表、电压表的电阻。 (3)对照实验原理图连接实验电路。 (4)用计算法和图象法处理数据：用欧姆定律、串并联电路中的电流、电压关系等知识计算电阻，会描点，作出图象，求电动势、内阻。题型：实验题。《物理3-3》： (1)用分子动理论分析气体压强、温度，内能，热力学定律，固体、液体的性质。题型：选择题、填空题。 (2)用气体定律分析和计算。题型：计算题。

高考物理真题电场

2011年高考物理真题分类汇编电场 1．（2011年高考·海南理综卷）关于静电场，下列说法正确的是（） A ．电势等于零的物体一定不带电 B ．电场强度为零的点，电势一定为零 C ．同一电场线上的各点，电势一定相等 D ．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加 2．（2011年高考·重庆理综卷）如图所示，电量为+q 和-q 的点电荷分别位于正方体的顶点，正方体范围内电场强度为零的点有 A ．体中心、各面中心和各边中点 B ．体中心和各边中点 C ．各面中心和各边中点 D ．体中心和各面中心 3．（2011年高考·山东理综卷）如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN 为两电荷连线的中垂线，a 、b 、c 三点所在直线平行于两电荷的连线，且a 与c 关于MN 对称，b 点位于MN 上，d 点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是 A ．b 点场强大于d 点场强 B ．b 点场强小于d 点场强 C ．a 、b 两点间的电势差等于b 、c 两点间的电势差 D ．试探电荷+q 在a 点的电势能小于在c 点的电势能 4．（2011年高考·天津理综卷）板间距为d 的平行板电容器所带电荷量为Q 时，两极板间电势差为U 1，板间场强为E 1。现将电容器所带电荷量变为2Q ，板间距变为d /2，其他条件不变，这时两极板间电势差为U 2，板间场强为E 2，下列说法正确的是 A ．U 2=U 1，E 2=E 1 B ．U 2=2U 1，E 2=4E 1 C ．U 2=U 1，E 2=2E 1 D ．U 2=2U 1， E 2=2E 1 +q -q -q M

5．（2011年高考·广东理综卷）图为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的。下列表述正确的是 A ．到达集尘极的尘埃带正电荷 B ．电场方向由集尘极指向放电极 C ．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D ．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 6．（2011年高考·江苏理综卷）一粒子从A 点射入电场，从B 点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有 A ．粒子带负电荷 B ．粒子的加速度先不变，后变小 C ．粒子的速度不断增大 D ．粒子的电势能先减小，后增大 7．（2011年高考·安徽理综卷）如图(a )所示，两平行正对的金属板A 、B 间加有如图(b )所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P 处。若在t 0时刻释放该粒子，粒子会时而向A 板运动，时而向B 板运动，并最终打在A 板上。则t 0可能属于的时间段是 A ．004T t << B ．0324 T T t << C ．034T t T << D ．098T T t << P 图(a ) U 0 -U 0 O 放电极 30V 120V

高考物理十一、交流电

届高考物理二轮复习典型例题及练习十一、交流电例1：给额定功率60W 、额定电压220V 的白炽灯加上如图所示的电压，恰使灯正常发光，则所加电压U 0的大小约为（ C ） A. 220V B. 310V C. 350V D. 440V 解：所加电压的周期为 20× 10 -3s = 8ms 设电灯的电阻为R ，加上图示的电压时的功率为P L ， P L t 2 = (U 02 /R)t 1 +0 (式中t 1 = 8ms t 2 =20 ms) 由题意 P L = (U 02 /R)t 1/t 2= U 额2 /R =60W U 02 = U 额2 t 2/t 1 =2202 ×20/8 =1102 ×10 ∴ U 0≈350V 例2:如图是一个理想变压器的电路图，若A 、B 两点接交流电压U 时，五个相同的灯泡均正常发光，则原、副线圈的匝数比为： ( C ) A. 5 : 1 B. 1 : 5 C. 4 : 1 D. 1 : 4 解：设灯泡正常发光的电流为I ，则原、副线圈的电流分别为I 和4I ，如图示。 U 0 U/V t/10 -3s 20 8 0 28 40 48 60 n 1 n 2 U A B

所以原、副线圈的匝数比为 4 : 1 例3.如图所示，abcd 是交流发电机的矩形线圈, ab=30cm,bc=10cm, 共50匝, 它在B=0.8T 的匀强磁场中绕中心轴OO ′顺时针方向匀速转动，转速为480r/min,线圈的总电阻为r=1Ω,外电阻为R=3 Ω,试求: 1. 若线圈从图示位置开始计时,沿abcd 流动的方向为正方向,画出交流电流的图象. 2. 线圈从图示位置转过1/4 转的过程中, 电阻R 上产生的热量和通过导线截面的电量 3.电流表和电压表的读数 4.从图示位置转过180°过程中的平均感应电动势解：从中性面开始计时有 e=E m sin ω t ，其中E m = NB ω S ， ω=2πn=2 π ×480/60=16π，∴ E m = NB ωS =60.3V ，I m = E m /（R+r ）=15.1A 注意到从开始转动时产生的感应电流沿dcbad 方向，与规定方向相反，为负值。∴i = - I m sin ω t= -15.1 sin 16πt （A ） T=2π/ω=1/8 s 图线如图示 2. 有效值为转过900的过程中电阻R 上产生的热量为Q=I 2 R t= I 2 R T/4=10.7J 感应电流的平均值为 a b c d B R V A 3/16 -15.1 15.1 i / A t / s 1/8 0 10.7A 215.1/2/I I m ===

高考物理专题一(受力分析)(含例题、练习题及答案)

高考定位受力分析、物体的平衡问题是力学的基本问题，主要考查力的产生条件、力的大小方向的判断(难点：弹力、摩擦力)、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题的分析、连接体问题的分析，涉及的思想方法有：整体法与隔离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等．高考试题命题特点：这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识点，而且都是牛顿运动定律、功和能、电磁学的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核．考题1对物体受力分析的考查例1如图1所示，质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜面B上，现用大小均为F，方向相反的水平力分别推A和B，它们均静止不动，则() 图1 A．A与B之间不一定存在摩擦力 B．B与地面之间可能存在摩擦力 C．B对A的支持力一定大于mg D．地面对B的支持力的大小一定等于(M＋m)g 审题突破B、D选项考察地面对B的作用力故可以：先对物体A、B整体受力分析，根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力；A、C选项考察物体A、B之间的受力，应当隔离，物体A受力少，故：隔离物体A受力分析，根据平衡条件求解B对A的支持力和摩擦力．解析对A、B整体受力分析，如图，受到重力(M＋m)g、支持力F N和已知的两个推力，水平方向：由于两个推力的合力为零，故

整体与地面间没有摩擦力；竖直方向：有F N＝(M＋m)g，故B错误，D正确；再对物体A受力分析，受重力mg、推力F、斜面体B对A的支持力F N′和摩擦力F f，在沿斜面方向：①当推力F沿斜面分量大于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向下，②当推力F沿斜面分量小于重力的下滑分量时，摩擦力的方向沿斜面向上，③当推力F沿斜面分量等于重力的下滑分量时，摩擦力为零，设斜面倾斜角为θ，在垂直斜面方向：F N′＝mg cos θ＋F sin θ，所以B对A的支持力不一定大于mg，故A正确，C错误．故选择A、D. 答案AD 1．(单选)(2014·广东·14)如图2所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是() 图2 A．M处受到的支持力竖直向上 B．N处受到的支持力竖直向上 C．M处受到的静摩擦力沿MN方向 D．N处受到的静摩擦力沿水平方向答案 A 解析M处支持力方向与支持面(地面)垂直，即竖直向上，选项A正确；N处支持力方向与支持面(原木接触面)垂直，即垂直MN向上，故选项B错误；摩擦力与接触面平行，故选项C、D错误． 2．(单选)如图3所示，一根轻杆的两端固定两个质量均为m的相同小球A、B，用两根细绳悬挂在天花板上，虚线为竖直线，α＝θ＝30°，β＝60°，求轻杆对A球的作用力() 图3 A．mg B.3mg C. 3 3mg D. 3 2mg

2020高考物理备战系列物理计算——专家预测计算题新

物理计算 23．（16分）2008年初的南方雪灾给我国造成了巨大的损失，积雪对公路行车的危害主要表现在路况的改变。路面积雪经车辆压实后，车轮与路面的摩擦力减少，汽车易左右滑摆，同时，汽车的制动距离也难以控制，一旦车速过快、转弯太急，都可能发生交通事故。如果一辆小车汽车在正常干燥路面上行驶速度为108km/h ，司机从发现前方有情况到开始刹车需要0.5s 的反应时间，已知轮胎与干燥路面的动摩擦因数为0.75,g=10m/s 2，问：（1）在正常干燥路面上行驶，司机从发现前方有紧急情况到使车停下车，汽车行驶距离为多少？（2）若汽车与需地间的动摩擦因数为141，当司机发现前方有紧急情况时要使车在上述相同距离内停下来，汽车行驶速度不能超过多少？ 24．(19分)在质量为M =1kg 的小车上，竖直固定着一个质量为m =0.9kg 、长l =10cm 、宽L =5cm 、总电阻R =80Ω、n=800匝的矩形线圈．线圈和小车一起静止在光滑水平面上，如图所示．现有一质量为m 0=0.1kg 的子弹以v 0=100m ／s 的水平速度射入小车中，并立即与小车(包括线圈)保持相对静止一起运动，随后穿过与线圈平面垂直．磁感应强度B=1.0T 的水平有界匀强磁场(磁场区域的宽度大于线圈长l )，方向垂直纸面向里，如图所示．已知小车穿过磁场区域所产生的热量为16J ，求：

(1)在线圈进入磁场的过程中通过线圈某一截面的电荷量q； (1)线圈左边离开磁场时小车的速度大小． 25．（22分）在绝缘光滑水平面上方虚线的右侧，有一正交复合场，其中匀强电场的场强大小为E，方向竖直向上，匀强磁场的磁感应强度大小为B方向垂直纸面向里。在水平面上的A点入一个质量为m1的不带电小球a。质量为 m2的带电小球b从商为h的某点以速度v0水平抛出，小球b 落地前恰好与小球a正碰，且碰后a、b小球粘在一起，恰好在竖直面内沿半圆弧ACD做速率不变的曲线运动，如图所示。假设a、b碰撞过程所用的时间忽略不计，重力加速度为g，试求：（1）半圆弧的半径R和b球所带的电量q；（2）从a、b两球相碰到他们再次回到地面所用的时间t （3）a、b两球碰撞过程中损失的机械能ΔE。

2020年高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题19 电场能的性质(含解析)

专题19 电场能的性质【专题导航】目录热点题型一电势高低、电势能大小的判断 (1) 热点题型二电势差与电场强度的关系 (3) 在匀强电场中由公式U＝Ed得出的“一式二结论” (4) U＝Ed在非匀强电场中的应用 (7) 热点题型三电场线、等势线(面)及带电粒子的运动轨迹问题 (7) 带电粒子运动轨迹的分析 (8) 等势面的综合应用 (9) 热点题型四静电场的图象问题 (10) v－t图象 (11) φ－x图象 (12) E－x图象 (13) Ep－x图象 (14) 【题型演练】 (15) 【题型归纳】热点题型一电势高低、电势能大小的判断 1．电势高低的判断

2.电势能大小的判断 3.电场中的功能关系 (1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变． (2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变． (3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化． (4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化．【例1】(2019·广东韶关质检)如图所示，虚线表示某电场的等势面，实线表示一带电粒子仅在电场力作用下运动的径迹．粒子在A 点的加速度为 a A 、动能为 E k A 、电势能为 E p A ；在B 点的加速度为a B 、动能为 E k B 、电势能为 E p B .则下列结论正确的是 ( ) A ．a A >a B ，E k A >E k B B ．a A E p B C ．a A a B ， E k A E k B ，选项C 正确，B 错误．