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章末核心素养提升
一、正弦交流电的“四值”和图像问题
例1 如图甲所示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′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像如图乙所示。以下判断正确的是(　　)
A.线圈转动的转速为25 r/s
B.电流表的示数为10 A
C.1 s内线圈中电流方向改变了50次
D.t＝0.01 s时线圈平面与中性面重合
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例2 (多选)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Em＝BL2ω
B.闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e＝BL2ωsin ωt
C.线圈从图示位置转过180°的过程中，通过电阻R的电荷量为q＝
D.线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q＝
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二、理想变压器的制约关系和动态分析
例3 某同学设计了一个充电装置，如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦交流电，周期为0.2 s，电压最大值为0.05 V。理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60。下列说法正确的是(　　)
A.交流电的频率为10 Hz
B.副线圈两端电压最大值为3 V
C.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
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例4 (多选)国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1 400座，变电站起变换电压作用的设备是变压器。如图所示，理想变压器原线圈输入电压u＝220sin(100πt)V，电压表、电流表都为理想电表。则下列判断正确的是(　　)
A.输入电压有效值为220 V，电流频率为50 Hz
B.S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大
C.S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小
D.若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小
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例5 (多选)理想变压器的原线圈连接一只理想电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片，原线圈两端接在电压为U的交流电源上。则(　　)
A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大
C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
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章末核心素养提升
核心素养提升
例1 B　[由题图乙可知周期T＝0.02 s，角速度ω＝＝100π rad/s，转速n＝＝50 r/s，故A错误；交变电流的最大值是Im＝10 A，电流表的示数为有效值，I＝ A＝10 A，故B正确；交流电的频率为50 Hz，每个周期内电流方向改变2次，则1 s内线圈中电流方向改变了100次，故C错误；t＝0.01 s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，则线圈平面与磁场方向平行，与中性面垂直，故D错误。]
例2 BD　[题图所示位置，通过线圈的磁通量最大，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Em＝BL2ω，对应的瞬时值表达式为e＝BL2ωsin ωt，B正确；根据q＝，线圈从图示位置转过180°的过程中，通过电阻R的电荷量q＝，C错误；电阻R上产生的热量应利用有效值求解，线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q＝R×＝，D正确。]
例3 B　[交流电的周期为0.2 s，频率f＝＝5 Hz，A错误；根据理想变压器原、副线圈两端的电压与匝数关系可知＝，由于原线圈两端的电压最大值为0.05 V，故副线圈两端的电压最大值为3 V，B正确；变压器的输入电压由螺线管与永磁铁相对运动产生，故输入电压与永磁铁的磁场强弱有关，C错误；理想变压器的输入功率等于输出功率，充电电路的输入功率即为变压器的输出功率，D错误。]
例4 AD　[输入电压有效值为U1＝ V＝220 V，由输入电压瞬时值表达式可知，角速度为ω＝100π rad/s，电流频率为f＝＝ Hz＝50 Hz，故A正确；S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，副线圈电路的总电阻减小，由＝可知U2不变，即电压表V2的示数不变，所以电流表A2的示数变大，故B、C错误；若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，副线圈匝数减少，输入电压不变，输出电压减小，即电压表V2的示数减小，根据P＝可知输出功率减小，根据输入功率等于输出功率，可知P1＝U1I1减小，U1不变，则I1减小，即电流表A1的示数减小，故D正确。]
例5 AC　[在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定，因此保持Q的位置不动，变压器输出电压不变。将P向上滑动时，副线圈电路总电阻增大，则变压器输出电流减小，变压器输入电流也减小，电流表的读数变小，故A正确，B错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变压器输出电压变大，负载电阻不变，输出电流变大，输出功率变大，变压器的输入功率等于输出功率，变压器输入电压不变，则输入电流变大，电流表的读数变大，故C正确，D错误。](共15张PPT)
章末核心素养提升
第三章　交流电
目 录
CONTENTS
知识网络构建
01
核心素养提升
02
知识网络构建
1
核心素养提升
2
B
一、正弦交流电的“四值”和图像问题
A.线圈转动的转速为25 r/s
B.电流表的示数为10 A
C.1 s内线圈中电流方向改变了50次
D.t＝0.01 s时线圈平面与中性面重合
BD
例2 (多选)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(　　)
B
二、理想变压器的制约关系和动态分析
例3 某同学设计了一个充电装置，如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦交流电，周期为0.2 s，电压最大值为0.05 V。理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60。下列说法正确的是(　　)
A.交流电的频率为10 Hz
B.副线圈两端电压最大值为3 V
C.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
AD
A.输入电压有效值为220 V，电流频率为50 Hz
B.S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大
C.S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小
D.若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小
AC
例5 (多选)理想变压器的原线圈连接一只理想电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片，原线圈两端接在电压为U的交流电源上。则(　　)
A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大
C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
解析　在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定，因此保持Q的位置不动，变压器输出电压不变。将P向上滑动时，副线圈电路总电阻增大，则变压器输出电流减小，变压器输入电流也减小，电流表的读数变小，故A正确，B错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，变压器输出电压变大，负载电阻不变，输出电流变大，输出功率变大，变压器的输入功率等于输出功率，变压器输入电压不变，则输入电流变大，电流表的读数变大，故C正确，D错误。

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