物理專題十 交變電流 第1講 交變電流的產(chǎn)生和描述

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1、專題十 交變電流考點內(nèi)容要求熱點1.交變電流、交變電流的圖象高考對本專題知識的考查主要體現(xiàn)在“三突出”，一般試題難度不大，且多以選擇題的形式出現(xiàn).1.突出考查交變電流的產(chǎn)生過程.2.突出考查交變電流的圖象和交變電流的四值.3.突出考查變壓器，對變壓器原理理解的同時，還要掌握變壓器的靜態(tài)計算和動態(tài)分析，遠距離輸電也要重視.2.正弦交變電流的函數(shù)表達式、峰值和有效值3.理想變壓器4.遠距離輸電實驗十一：傳感器的簡單使用第1 講 交變電流的產(chǎn)生和描述一、交變電流大小方向1.定義：_和_都隨時間周期性變化的電流，簡稱交變電流.2.圖象：如圖 10-1-1 甲、乙、丙、丁所示都屬于交變電流.其中按正弦規(guī)

2、律變化的交變電流叫正弦式交變電流，如圖甲所示.甲乙丙丁圖 10-1-1二、正弦式交變電流正(余)弦規(guī)律磁場勻速1.定義：按_變化的交變電流.2.產(chǎn)生：閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于_方向的軸，從中性面開始_轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的電流.3.兩個重要位置垂直最大零零兩次(1)中性面：與磁場方向_的平面.線圈平面位于中性面時，穿過線圈平面的磁通量_，而磁通量的變化率為_，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為_.線圈每經(jīng)過中性面一次，電流方向就改變_，線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，所以電流方向改變_.(2)與中性面垂直的位置：穿過線圈平面的磁通 量 為_，磁通量的變化率_，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢_.零最大最大一次【基礎(chǔ)檢測】1.(

3、2016 年山東煙臺模擬)在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖 10-1-2 甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化規(guī)律的圖象如圖乙所示，已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為 1.0 ，外接一個電阻為 9.0 的燈泡，則()甲乙圖 10-1-2A.電壓表 的示數(shù)為 20 VB.電路中的電流方向每秒改變 5 次C.燈泡實際消耗的功率為 36 WD.電動勢隨時間變化的瞬時值表達式為 e20cos 5t (V)答案：C三、表征交變電流的物理量1.周期和頻率周期性秒單位時間赫茲(1)周期：交變電流完成一次_變化所需的時間，通常用 T 表示，單位是_.(2)頻率：交變電流在_內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)

4、，通常用 f 表示，單位是_.(3)周期和頻率的關(guān)系：_.T1f2.峰值和有效值最大值電流的熱效應(yīng)(1)峰值：指交變電流的電動勢、電壓或電流的_.(2)有效值：是根據(jù)_來規(guī)定的.讓交變電流和恒定電流分別通過_的電阻，使它們在_時間內(nèi)產(chǎn)生的_相等，就把這一直流電的 I、U 值叫做這一交變電流的電流、電壓的有效值.相同相等熱量(3)正弦式交變電流的有效值和最大值之間的關(guān)系：E_，I_，U_.m22Em22Im22U【基礎(chǔ)檢測】2.如圖 10-1-3 所示是某種正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定()圖 10-1-3A.最大值是 311 V B.周期是 0.01 sC.有效值是 311 V D.表達式

5、為 U220sin 100t (V)答案：A圖示概念中性面位置與中性面垂直的位置考點1正弦交變電流的產(chǎn)生及圖象 重點歸納1.交流電產(chǎn)生過程中的兩個特殊位置(續(xù)表）2.正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時)物理量函數(shù)圖象磁通量mcos tBScos t電動勢eEmsin tNBSsin t(續(xù)表)【考題題組】1.(2017 年吉林質(zhì)檢)邊長為 a 的 N 匝正方形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線且與線圈在同一平面內(nèi)的對稱軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為 n，線圈所圍面積內(nèi)的磁通量隨時間 t 變化的規(guī)律如圖 10-1-4 所示，圖象中0 已知.則下列說法正確的是()圖 10-1-4A.t1 時刻線圈

6、中感應(yīng)電動勢最大B.t2 時刻線圈中感應(yīng)電流為零C.勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為0Na2D.線圈中瞬時感應(yīng)電動勢的表達式為 e2N0ncos 2nt答案：D2.為了研究交流電的產(chǎn)生過程，小張同學(xué)設(shè)計了如下實驗構(gòu)思方案：第一次將單匝矩形線圈放在勻強磁場中，線圈繞轉(zhuǎn)軸OO1 按如圖 10-1-5 甲所示方向勻速轉(zhuǎn)動(ab 向紙外，cd 向紙內(nèi))，并從如圖甲所示位置開始計時.此時產(chǎn)生的交變電流如圖乙所示.第二次他僅將轉(zhuǎn)軸移至 ab 邊上，第三次他僅將轉(zhuǎn)軸右側(cè)的磁場去掉，關(guān)于后兩次的電流圖象，下列說法正確的是()甲乙圖10-1-5(b) (d)B.第二次是圖(c)D.第三次是圖(d)(a)(c)A.第二

7、次是圖(a)C.第三次是圖(b)答案：D考點2 正弦交變電流的四值問題 重點歸納正弦式交變電流四值的計算及應(yīng)用（續(xù)表）（續(xù)表）【考題題組】3.(多選，2017 年河南鄭州一模)邊長為 L 的正方形線框在勻強磁場 B 中以角速度勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的最大值為 Im，設(shè)燈泡的電阻為 R，其他電阻不計.從如圖 10-1-6 所示位置開始計時，則()圖 10-1-6答案：AD方法等效替代法例1：如圖 10-1-7 所示為一交變電流的電壓隨時間變化的圖象，正半軸是正弦曲線的一個部分，則此交變電流的電壓的有效值是()圖 10-1-7審題突破：選定一個周期，在一個周期內(nèi)用熱效應(yīng)相同來求解.答案：C【觸類

8、旁通】1.(多選)如圖 10-1-8 所示，甲、乙為兩種電壓的波形，其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化，圖乙所示的電壓波形是正)弦函數(shù)圖象的一部分.下列說法正確的是(圖 10-1-8A.圖甲、圖乙均表示交變電流B.圖甲所示電壓的瞬時值表達式為 u20sin 100t (V)C.圖乙所示電壓的有效值為 20 VD.圖乙所示電壓的有效值為 10 V易錯點 四值問題的計算例2：(多選)如圖 10-1-9 所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波式的交變電流與時間的變化關(guān)系.若使這兩種電)流分別通過兩個完全相同的電阻，經(jīng)過 1 min 的時間，則(甲乙圖10-1-9【觸類旁通】2.(2017 年蕪湖模擬)某正弦交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢波形如圖 10-1-10 所示，已知該發(fā)電機線圈匝數(shù) n100 匝，線圈面積為 S0.1 m2，線圈內(nèi)阻為 r1 ，用一理想交流電壓表)接在發(fā)電機的兩個輸出端.由此可知(圖 10-1-10