第1讲-交变电流的产生和描述

[高考导航]考点内容要求全国卷三年考情分析202420242024交变电流、交变电流的图像ⅠⅢ 卷·T16：交变电流的有效值正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值Ⅰ理想变压器Ⅱ远距离输电Ⅰ实验十二：传感器的简单使用第 1 讲 交变电流的产生和描述知识要点一、交变电流、交变电流的图像1.交变电流(1)定义大小和方向都随时间做周期性变化的电流。(2)图像：如图 1(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流。其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，如图(a)所示。图 12.正弦式交变电流的产生和图像(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。(如图 2 所示)图 2(2)两个特别位置的特点① 线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ 最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。② 线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。(3)电流方向的改变一个周期内线圈中电流的方向改变两次。(4)交变电动势的最大值Em＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。(5)交变电动势随时间的变化规律(中性面开始计时)e＝nBSω sin __ωt。二、描述交变电流的物理量1.周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式 T＝。(2)频率(f)：交变电流在 1 s 内完成周期性变化的次数。单位是赫兹(Hz)。(3)周期和频率的关系：T＝或 f＝。2.交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。如 e＝Emsin ωt。(2)峰值：交变电流或电压所能达到的最大的值。(3)有效值① 定义：让沟通和恒定电流通过相同阻值的电阻，假如它们在一个周期内产生的热量相等，就把这一恒定电流的数值叫做这一沟通的有效值。② 正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系I＝，U＝，E＝。(4)交变电流的平均值E＝n，I＝。基础诊断1.如图 3 所示，矩形线圈 abcd 在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图 4 所示，设沿 abcda 方向为电流正方向，则下列说法正确的是( )A.图 4 中 0～t1时间段对应甲图中①至②图的过程B.图 4 中 t3时刻对应甲图中的③图C.若图 4 中 t4等于 0.02 s，则 1 s 内电流的方向改变 50 次D.若图 4 中 t2等于 0.02 s，则沟通电的频率为 50 Hz答案 A2.小型沟通发电机中，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呈正弦函数关系，如图 5 所示。此线圈与一个...