物理專題十 交變電流 第1講 交變電流的產(chǎn)生和描述

專題十 交變電流考點(diǎn)內(nèi)容要求熱點(diǎn)1.交變電流、交變電流的圖象高考對(duì)本專題知識(shí)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(guò)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(duì)變壓器原理理解的同時(shí)，還要掌握變壓器的靜態(tài)計(jì)算和動(dòng)態(tài)分析，遠(yuǎn)距離輸電也要重視.2.正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值3.理想變壓器4.遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)十一：傳感器的簡(jiǎn)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(shí)間周期性變化的電流，簡(jiǎn)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)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(chǎng)勻速1.定義：按_變化的交變電流.2.產(chǎn)生：閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于_方向的軸，從中性面開(kāi)始_轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的電流.3.兩個(gè)重要位置垂直最大零零兩次(1)中性面：與磁場(chǎng)方向_的平面.線圈平面位于中性面時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量_，而磁通量的變化率為_(kāi)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為_(kāi).線圈每經(jīng)過(guò)中性面一次，電流方向就改變_，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，所以電流方向改變_.(2)與中性面垂直的位置：穿過(guò)線圈平面的磁通 量 為_(kāi)，磁通量的變化率_，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)_.零最大最大一次【基礎(chǔ)檢測(cè)】1.(2016 年山東煙臺(tái)模擬)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖 10-1-2 甲所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象如圖乙所示，已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為 1.0 ，外接一個(gè)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(shí)際消耗的功率為 36 WD.電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的瞬時(shí)值表達(dá)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(shí)間赫茲(1)周期：交變電流完成一次_變化所需的時(shí)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)，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(dòng)勢(shì)、電壓或電流的_.(2)有效值：是根據(jù)_來(lái)規(guī)定的.讓交變電流和恒定電流分別通過(guò)_的電阻，使它們?cè)赺時(shí)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(cè)】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(dá)式為 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(diǎn)1正弦交變電流的產(chǎn)生及圖象 重點(diǎn)歸納1.交流電產(chǎn)生過(guò)程中的兩個(gè)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(kāi)始計(jì)時(shí))物理量函數(shù)圖象磁通量mcos tBScos t電動(dòng)勢(shì)eEmsin tNBSsin t(續(xù)表)【考題題組】1.(2017 年吉林質(zhì)檢)邊長(zhǎng)為 a 的 N 匝正方形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線且與線圈在同一平面內(nèi)的對(duì)稱軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為 n，線圈所圍面積內(nèi)的磁通量隨時(shí)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(shuō)法正確的是()圖 10-1-4A.t1 時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B.t2 時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流為零C.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0Na2D.線圈中瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為 e2N0ncos 2nt答案：D2.為了研究交流電的產(chǎn)生過(guò)程，小張同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)構(gòu)思方案：第一次將單匝矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈繞轉(zhuǎn)軸OO1 按如圖 10-1-5 甲所示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(ab 向紙外，cd 向紙內(nèi))，并從如圖甲所示位置開(kāi)始計(jì)時(shí).此時(shí)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(chǎng)去掉，關(guān)于后兩次的電流圖象，下列說(shuō)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.第二次是圖(a)C.第三次是圖(b)答案：D考點(diǎn)2 正弦交變電流的四值問(wèn)題 重點(diǎn)歸納正弦式交變電流四值的計(jì)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(zhǎng)為 L 的正方形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng) B 中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，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(jì).從如圖 10-1-6 所示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，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(shí)間變化的圖象，正半軸是正弦曲線的一個(gè)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(gè)周期，在一個(gè)周期內(nèi)用熱效應(yīng)相同來(lái)求解.答案：C【觸類旁通】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(shuō)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(shí)值表達(dá)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(cuò)點(diǎn) 四值問(wèn)題的計(jì)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(shí)間的變化關(guān)系.若使這兩種電)流分別通過(guò)兩個(gè)完全相同的電阻，經(jīng)過(guò) 1 min 的時(shí)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(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)波形如圖 10-1-10 所示，已知該發(fā)電機(jī)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(jī)的兩個(gè)輸出端.由此可知(圖 10-1-10