高考物理总复习 第42讲 交变电流的产生和描述讲义-人教版高三物理试题VIP专享VIP免费

第42讲交变电流的产生和描述考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求交变电流描述交变电流的物理量和图象、正弦交变电流的函数表达式Ⅰ16年T6—选择，考查楞次定律、交变电流的产生理解与分析综合知识整合一、交变电流的产生和变化规律1．交变电流________和________都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，其中按正弦函数规律变化的电流叫正弦交变电流．2．正弦交变电流的产生(1)将线圈置于________磁场中，线圈绕________的轴________转动，线圈中就会产生正(余)弦交变电流．(2)中性面：与磁场方向________的平面．①线圈转到中性面时，穿过线圈的磁通量________，磁通量的变化率________，感应电动势________．②线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过________，电流的方向就改变________．3．变化规律(线圈从中性面位置开始计时)(1)电动势e随时间变化的规律：e＝Emsinωt(其中ω等于线圈转动的________，Em＝________)．(2)电压u随时间变化的规律：u＝________．(3)电流i随时间变化的规律：i＝________．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(线圈转动一周)所需的________，单位是秒(s)．公式为T＝________．(2)频率f：交变电流在1s内完成____________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“四值”(1)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的________．(2)瞬时值：交变电流__________的值，是时间的函数．(3)有效值：根据电流的__________规定的，即让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果在相同时间内产生的________相等，就把直流电的数值叫做交流电的有效值．正弦交流电有效值和峰值之间的关系：E＝Em；U＝Um；I＝Im.(4)平均值：交变电流在__________内的平均大小，其数值E－＝________．方法技巧释难答疑的金钥匙考点1正弦交变电流的产生与变化规律1．两个特殊位置及其特点(1)中性面：S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变．(2)与中性面垂直的位置：S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变．2.正弦式电流的变化规律(线圈从中性面位置开始计时)物理量函数图象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nBSω·sinωt电压u＝Umsinωt＝sinωt电流i＝Im·sinωt＝sinωt(注：若线圈从垂直中性面位置开始转动，则it图象为余弦函数图象，函数式为i＝Imcosωt.)【典型例题1】如图所示，在水平向右的匀强磁场中，一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路．t1、t2时刻线框分别转到图甲、乙所示的位置，下列说法正确的是()A．t1时刻穿过线框的磁通量最大B．t1时刻电阻中的电流最大，方向从右向左C．t2时刻穿过线框的磁通量变化最快D．t2时刻电阻中的电流最大，方向从右向左【典型例题2】有一不动的矩形线圈abcd，处于范围足够大的可转动的匀强磁场中，如图所示．该匀强磁场是由一对磁极N、S产生，磁极以OO′为轴匀速转动．在t＝0时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极N开始离开纸面向外转动，规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是()1.(多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则()A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3C．曲线a表示的交变电动势频率为25HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10V考点2交变电流“四值”的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e＝Emsinωt，I＝Imsinωt计算线圈某时刻的受力情况最大值最大的瞬时值Em＝nBSω，Im＝讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E＝，U＝，I＝(只适用于正、余弦式电流)(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是指有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所围成的面积与时间的比值E－＝BLv－E－＝nI－＝计算通过电路截面的电...