考点1. 交变电流的产生过程以及规律应用

剖析：

交变电流的产生过程以及规律应用在高考题中往往以选择题形式出现，考的方面还是比较多的，比如中性面、感应电动势、感应电流、磁通量、磁通量的变化率、电流方向改变位置、时刻等，这都要求同学们对过程理解透彻并能从中得出规律。

[例题1]线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图11-1-3所示，由图示可知(　　　 )

A．在A和C时刻线圈处于磁通量变化率最大位置

B．在A和C时刻穿过线圈的磁通量为最大

C．在B时刻到D时刻线圈转过的角度为π弧度

D．若从B时刻到D时刻经过0.01s，则在1s内交变电流的方向改变100次

解析：AB选项：在A和C时刻，电流最大属于完全切割，线圈中电动势为最大，磁通量变化率最大，磁通量为零。A选项对，B选项错。

CD选项：在B时刻到D时刻，电流为零到电流为零且相邻。线圈转过的角度为π弧度，则在1s内交变电流的方向改变100次CD选项对。

答案：ACD

[变式训练1]一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中，线框中的最大磁通量为，最大感应电动势为，则下列说法中正确的是

.当穿过线框的磁通量为零时，感应电动势也为零

.当穿过线框的磁通量减小时，感应电动势在增大

.当穿过线框的磁通量等于时，感应电动势等于

.线框转动的角速度

解析：根据正弦交流电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；磁通量为零时，感应电动势最大。由此可知，选项错误，正确。

设线框从中性面开始计时，则有

式中　　

因　　　

所以　　 ，选项正确。

再设，则

为了求出此时穿过线框的磁通量，可画出如图11-1-4所示的示意图，并将磁感应强度沿着平行于线框平面和垂直于线框平面的方向分解出和，则有

　　　　 ，

由于对产生磁通量没有贡献，故磁通量

　　　　 ＞

可见，选项是错误的。

故，本题的正确选项为。

考点2. 交变电流峰值、瞬时值、平均值的计算

剖析：

(1)求线圈在匀强磁场中转动时产生的正弦交流电的电动势的最大值E_m时，可用公式E_m=NBSω求解，此时要注意别忘记线圈的匝数N.

(2)求线圈转动过程中某段时间内的平均电动势时应用来求解，但应注意求时Φ的正负及与的对应关系。

[例题2] (09年天津卷)如图11-1-5所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I=　　　　　　 。线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q=　　　　　

解析：电动势的最大值，电动势的有效值，电流的有效值

；。

答案： (1)，

[变式训练2](09年福建卷)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图11-1-6甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，则(　　　 )

A.电压表v的示数为220V　　　　

B.电路中的电流方向每秒钟改变50次

C.灯泡实际消耗的功率为484W　　

D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J

解析：A选项：电压表示数为灯泡两端电压的有效值,由图像知电动势的最大值E_m=V，有效值E=220V，灯泡两端电压，A错

B选项：由图像知T=0.02S，一个周期内电流方向变化两次，可知1s内电流方向变化100次，B错

C选项：灯泡的实际功率,C错

D选项：电流的有效值，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为，D对。

答案：D

考点3. 交变电流的有效值

剖析：

交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和恒定电流通过相同的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一恒定电流的数值叫做这一交流电的有效值。一定要根据这种等效思想求解。

[例题3] 通过某电阻的周期性交变电流的图象如图11-1-7。求该交流电

的有效值I。

　　 解析：该交流周期为T=0.3s，前t₁=0.2s为恒定电流I₁=3A，后

t₂=0.1s为恒定电流I₂=-6A，因此这一个周期内电流做的功可以求出

来，根据有效值的定义，设有效值为I，根据定义有：　

　　 　∵I=3A

[变式训练3]如图11-1-8所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为　

　　　　 A.110V

　　　 B.156V

　　 　C.220V　　　 D.311V

解析：从u-t图象看出，每个周期的前半周期是正弦图形，其有效值为220V；后半周期电压为零。根据有效值的定义， ，得U=156V，选B。

(三)、表征正弦交变电流的物理量

1.周期和频率　

①周期: 交变电流完成一次________________所需的时间,叫做交变电流的周期，通常用T表示，单位是s．

②频率:　 交变电流在_______内完成周期性变化的次数,叫做交变电流的频率，通常用f表示,单位是赫兹。

③周期和频率的关系是:

④转速(n): _______________线圈转过的转数。单位r/s 或 r/min。

2.交变电流的最大值有效值

①交变电流的最大值(Im和Um)　 它是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流强弱或电压高低. 感应电动势的最大值，它仅由线圈匝数、磁感应强度、角速度、线圈面积决定，和转轴的位置及线圈的形状无关。

②交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和恒定电流通过____________，如果它们在_________________产生的_______相等，就把这一恒定电流的数值叫做这一交流电的有效值。

说明：

(1)正弦式交变电流的有效值与其相应的最大值间的关系为：

对于用其他方式产生的交变电流，其有效值与最大值间的关系均须根据有效值的定义作具体分析，计算。

(2)通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表读数；交流电器的额定电压、额定电流，保险丝的熔断电流等都是指有效值。 (特例：电容器的耐压值是最大值。)

(3)①求解交流电产生的热量问题时,必须用有效值。②若计算通过电路某一截面的电量,需用电流的平均值。

(二)、正弦式交变电流的变化规律

1. 从线圈转至中性面开始计时，________________________用E_m表示峰值NBSω，则_________，

若从转至平行磁感线开始计时，_________________

2. 最大值：_____________

3．Em 与转轴的所在位置和线圈形状__________。

4.线圈转至中性面时,电流方向发生_________, 线圈转动一周,电流方向改变____________。

图象表示如图11-1-2所示

(一)、交变电流的定义及其产生：　

1. 交变电流：_______与________都随时间做__________________的电流叫交变电流。

2．正弦交变电流是随时间按_________规律变化的交变电流，其函数图像是_____曲线

3、正弦式交流电的产生(过程如图11-1-1)

　　　　　　　　　　　　　 11-1-1

①当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴作匀速转动时，线圈中产生按正弦规律变化的交流电．

　 ②中性面的特点：磁通量的变化率为__，但磁通量_______，每通过一次中性面，电流方向改变一次，一个周期内两次通过中性面．

40．(11分)青霉素作为治疗细菌感染的药物，是20世纪医学上的重大发现，是抗生素工　 业的首要产品。[注：冷冻干燥孢子，在极低温度(70°C左右)，真空干燥状态下保藏　 的菌种。米孢子：生长在小米或大米培养基上的孢子。

据图回答下列问题：　　

　 (1)目前发酵生产中常用的高产青霉素菌种是通过--方法选育的。据图可以判断青霉菌的代谢类型是　　　　　　　　 ，生殖方式为　　　　　　 。

　 (2)在生产和科研中，青霉素在--期积累最多，故生产中常用　　　　　　 的方法　 延长此时期。

　 (3)培养基配制的基本原则是　　　 、　　　　 、　　　　　 。若在该培养基中添加　 蛋白胨，从化学成分上看该培养基可称为--培养基。种子罐2又叫繁殖罐，可推测②属于发酵工程中的　　　　　 阶段。发酵罐接种　　　　　　 (填前或后)，必须进行灭菌处理。

39．(12分)某生态系统中有A、B、C、D四种生物，构成食物链A_+B_+C，D为分解者，能量右图是该生态系统中能量流人B处发生的一系列变化示意图。请据图回答相关问题：

　 (1)若图中的甲表示B的同化能量，则乙、丙分别表示：乙、　　 丙、　　 。圆褐固氮菌可能参与其中的　　　　　　 过程(填图中序号)。

　 (2)大气中的CO₂进入该生态系统的生理过程是　　　　　　 ，碳在生物群落内以　　 　形式进行传递。

　 (3)当生态系统处于相对稳定状态时，B的种群数量一般处于　　　　　　 (填“K”或“K／2”)值，此时种群数量的增长率为　　　　　　 。若要提高生态系统的抵

抗力稳定性，二般可采用的措施为　　　　　　 。

38．(12分)果蝇中能产生色素的个体眼色为红色或紫色．不产生色素的个体眼色呈白色。果蝇产生色素必需有显性基因A，而位于另一条染色体上的显性基因B使得色　 素呈紫色，该基因为隐性时眼色为红色。现将2个纯合品系红眼雌性果蝇和白眼雄　 性果蝇杂交，得到F。的表现型为：紫眼全为雌性，红眼全为雄性；让F₁雌雄个体相互交配得到F：，F2中雌雄个体的表现型及比例均为：紫眼：红眼：白眼=3：3：2。请回答下列问题：

　 (1)果蝇眼色的遗传遵循　　　　　 定律，你判断的理由是：　　　　　　　　 。

　 (2)亲本红眼雌性果蝇的基因型为　　　　　 ，白眼雄性果蝇的基因型为　　　　 。

　 (3)F₁红眼雌性果蝇中纯合体占　　　　　　 　。

　 (4)由以上分析可知，基因a纯合时对基因B的表达有　　　 　　　作用。

37．(11分)某棉农获知脱落酸可以促进叶片脱落的原理后，采收前在棉田喷施了一定量　 的脱落酸，试图除去棉花叶片便于机械采收，但效果不明显，为探究其原因，有人设计　 了下面的实验方案。

实验假设：植株中存在的生长素对脱落酸的功能有抑制作用。

实验方案：取若干长势相同的，处于生殖生长末期的棉花植株，均分成甲、乙、丙三组，

做下图所示的处理。

　 回答下列问题：

　 (1)乙、丙组对照是否符合单一变量原则?理由是　　　　　　　　 。

　 (2)有人认为乙、丙组不足以验证假设。若要验证假设，必须对丙组进行修改，请将修　 改后的实验方案绘在右侧的框图内。

　 (3)将乙组与修改后的丙组进行比较，若一定时间后，两组叶片脱落数量相比，　　　 ，

则证明假设成立。

　 (4)若在相同时间内，甲乙两组落叶数量基本相等，则甲、乙对照可以说明　　　　　 。

　 (5)生长素类似物在农业生产上的应用除了防止落花落果外，还有　　　　　　　　

　　　 (至少两项)。

36．(14分)将某种植物置于CO：浓度适宜、水分充足的环境中，温度分别保持在5°C、15°C、25°C和35°C下，改变光照强度，测定CO₂的吸收速率，得到图l所示的结果。处理图1中有关数据得到图2、图3。据图回答下列问题：

　 (1)图1中的自变量是　　　　　 。当光强小于1时，该植物在不同温度条件下对CO₂

的吸收速率不同的主要原因是　　　　　　　　 。当光强大于7时，25℃比15℃条

件下植物的有机物的合成速率　　　　　　 (大、小或相等)。

　 (2)若某植物比该植物能更有效地利用CO：，则同等条件下，C点应该(左移、右移或不动)；若要进一步提高温室中农作物的产量，具体可行的措施是 　　　　　　(从以下选项中选出所有合理答案)

　　　 A．施用NH₄HCO₃　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．增加光照强度

　　　 C．使用CO₂发生器　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．增施农家肥

　 (3)图2、图3的纵坐标具体含义分别是　　　　　 、　　　　　 。