第1节交变电流的产生及描述[高考指南]说明：(1)不要求讨论交变电流的相位和相位差的问题．(2)只限于单相理想变压器．第1节交变电流的产生及描述知识点1正弦式交变电流的产生和变化规律1．产生如图1111所示，将闭合线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁感线方向的轴做匀速转动．图11112．变化规律(线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势e随时间变化的规律：e＝Emsin_ωt.(2)电压u随时间变化的规律：u＝Umsin_ωt.(3)电流i随时间变化的规律：i＝Imsin_ωt.其中ω等于线圈转动的角速度，Em＝nBl1l2ω＝nBSω.3．正弦式交变电流的图象(如图1112所示)图1112知识点2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)所需的时间，单位是秒(s)．公式为T＝.(2)频率f：交变电流在1s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“”．交变电流的四值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数．(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值．(3)有效值：让交变电流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果它们在交变电流的一个周期内产生的热量相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有效值．(4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系：I＝，U＝，E＝.(5)平均值：交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值，其数值可以用＝n计算．1．正误判断(1)交变电流的主要特征是电流的方向随时间周期性变化．(√)(2)大小变化而方向不变的电流也叫交变电流．(×)(3)线圈经过中性面时产生的感应电动势最大．(×)(4)在一个周期内，正弦交流电的方向改变两次．(√)(5)最大值和有效值之间的倍关系只适用于正弦(余弦)交流电．(√)(6)交流电压表及交流电流表的读数均为峰值．(×)2．[交变电流的瞬时值的理解](多选)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin100πt(V)．对此电动势，下列表述正确的有()【导学号：92492383】A．最大值是50VB．频率是100HzC．有效值是25VD．周期是0.02sCD[由e＝50sin100πt(V)知，Em＝50V，E＝V＝25V，T＝＝s＝0.02s，f＝＝Hz＝50Hz，所以选项C、D正确．]3.[交变电流的图象](多选)图1113甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的○磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是()图1113A．电流表的示数为10AB．线圈转动的角速度为50πrad/sC．t＝0.01s时，线圈平面与磁场方向平行D．t＝0.02s时，电阻R中电流的方向自右向左AC[电流表测量的是电路中电流的有效值I＝10A，选项A正确．由题图乙可知，T＝0.02s，所以ω＝＝100πrad/s，选项B错误．t＝0.01s时，电流最大，线圈平面与磁场方向平行，选项C正确．t＝0.02s时，线圈所处的状态就是图示状况，此时R中电流的方向自左向右，选项D错误．]4．[交变电流有效值的计算]通过一阻值R＝700Ω的电阻的交变电流如图1114所示，其周期为1s．电阻两端电压的有效值为()图1114A．12VB．28VC．15VD．8VB[根据图象，周期T＝1s，设该交变电流的电压有效值为U,0～0.4s的时间间隔为t1＝0.4s,0.4～0.5s的时间间隔t2＝0.1s，根据电流的热效应，由2(IRt1＋IRt2)＝，解得U＝28V，B正确．]正弦交变电流的产生及变化规律1．正弦式交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．(2)两个特殊位置的特点：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：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此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．2．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)物理量函数表达式图象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nBSωsinωt端电压u＝Umsinωt＝sinωt电流i＝Imsinωt＝sinωt[题组通关]1．如图1115所示，在水平向右的匀强磁场中，一线框绕垂直于...
