高考物理一轮复习专题交变电流的产生和描述导学案1

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1、交变电流的产生和描述知识梳理知识点一　交变电流、交变电流的图象1.交变电流(1)定义：　　　　和　　　　都随时间做周期性变化的电流.(2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流.2.正弦式交变电流的产生和图象(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕　　　　方向的轴匀速转动.(2)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线.答案：1.(1)大小　方向　2.(1)垂直于磁场知识点二　正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值1.周期和频率(1)周期(T)：交变电流

2、完成　　　　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1s内完成周期性变化的　　　　.单位是赫兹(Hz).(3)周期和频率的关系：T＝　　　　或f＝　　　　.2.正弦式交变电流的函数表达式(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＝　　　　.(2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝　　　　.(3)电流i随时间变化的规律：i＝　　　　.其中ω等于线圈转动的　　　　，Em＝　　　　.3.交变电流的瞬时值、峰值、有效值(1)瞬时值：交变

3、电流某一时刻的值，是时间的函数.(2)峰值：交变电流(电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值.(3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值.对正弦式交变电流，其有效值和峰值的关系为：E＝　　　　，U＝　　　　，I＝　　　　.答案：1.(1)一次周期性　(2)次数　(3)　2.(1)Emsinωt　(2)Umsinωt　(3)Imsinωt　角速度　nBSω　3.(3)　　考点精练考点一　正弦式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

4、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.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)　　　规律物理量　　函数表达式图象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nBSωsinωt电压u＝Umsinωt＝sinωt电流i＝Imsinωt＝sinωt对应训练考向1　交流电的产生[典例1]　(多选)如图

5、所示为交流发电机示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体制作的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接.关于其工作原理，下列分析正确的是(　　)A.当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大B.当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大C.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小D.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小[答案]　AC考向2　交流电的变化规律[典例2]　(多选)图甲是小型交流

6、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，Ⓐ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(　　)甲　　　　　　　　　　乙A.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[解析]　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

7、＝＝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.[答案]　AC[变式1]　矩形线圈abcd在如图所示的磁场中以恒定的角速度ω绕ab边转动，磁场方向垂直纸面向里，其中ab边左侧磁场的磁感应强度大小是右侧磁场的2倍.在t＝0时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正在向纸外转动.规定图示箭头方向为电流正方向，则线圈中电流随时间变化的关系图线应是(　　)　A　　　　　　　　

8、　BC　　　　　　　　　D答案：A　解析：绕垂直磁场的轴转动时，线圈能够产生的最大感应电动势Em＝nBSω，因左侧磁场的磁感应强度大小是右侧磁场的2倍，所以线圈在左侧磁场中产生的感应电动势最大值是右侧磁场中最大值的2倍，再利用楞次定律分析感应电流方向，可知选项A正确.反思总结求解交变电流变化规律有关问题的三点注意(1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式.其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关.(2)注意峰值公式Em＝nBSω中的S为有效面积.(3)在解