2019-2020年高三物理一轮复习 交变电流的产生学案

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1、2019-2020年高三物理一轮复习交变电流的产生学案【基础知识回顾】1.交变电流的意义(1)交变电流:大小和方向都随时间做周期性的变化的电流叫做交变电流,简称交流.(2)正弦式电流:随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流.正弦式电流的图象是正弦曲线.我国市用的交变电流都是正弦式电流.2.正弦式交流电的产生(1)产生方法:如下图,将一个平面线圈置于匀强磁场中,并使它绕垂直于磁感线并与线圈在同一平面的轴做匀速转动,线圈中就会产生正弦式交流电.（2）两个特殊位置①中性面：与磁感线垂直的平面。如上图1、3、5,特点:A.当线圈处

2、于中性面时,磁通量最大,磁通量变化率为零,ε=0,各边均不切割磁感线.B.当线圈转至中性面时,电流方向发生改变.C.线圈转动一圈,电流方向改变两次.②当线圈垂直中性面时，，但磁通量变化最快，感应电动势最大。3.交变电流的变化规律(1)感应电动势的瞬时值表达式:e=Emsin(t+φ)注意:①上式中:t+φ是t时刻线圈与中性面夹角;φ为线圈初始位置与中性面夹角.②最大值：=Nωφm③Em与转轴的所在位置及线圈形状无关(只要轴在线圈所在的平面且与B垂直即可).(2)电流的瞬时值表达式为:i=sin(t+φ)=Isin(t+φ)（

3、3）交流电的图像：线圈转动一周（每经过中性面电流方向和电动势的方向改变一次）感应电动势和电流方向改变两次。【要点讲练】例1一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框，当线框转至中性面时开始计时。t1=1/60s，线框中感应电动势为50V，当t2=1/30s时，线框中感应电动势为50V，求：（1）感应电动势的最大值；（2）线框转动的角速度的大小；（3）线框中感应电动势的瞬时表达式。例2.一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动.在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的

4、是()A.当磁通量为零时，感应电动势也为零B.当磁通量减小时，感应电动势在增大C.当磁通量等于0.5Φm时，感应电动势等于0.5EmD.角速度ω等于Em/Φm例3.一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直.线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示.感应电动势的峰值和周期可由图中读出.则磁感应强度B=____.在t=T/12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于____.例4.如图所示，线框在匀强磁场中绕轴匀速转动（右上向下看是逆时针），当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是

5、（）A、磁通量和感应电动势都在变大B、磁通量和感应电动势都在变小C、磁通量在变小，感应电动势在变大D、磁通量在变大，感应电动势在变小【强化练习】1.交流发电机在工作时的电动势为，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为（　　）A．B．C．D．2.如图所示，一闭合单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，除了转轴分别是OO′和ab边外，其他条件均相同.则在这两种情况下，线圈中产生的感应电流（）A.变化规律不同B.最大值不同C.瞬时值不同D.一切均相同3.某交流发电装置产生的感应电动势与时间的关系如图所示，如果

6、其他条件不变，仅使线圈转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为（　　）A．400V，0.02sB．200V，0.02sC．400V，0.08sD．200V，0.08s4．一单匝线圈面积为S，在磁感强度为B的匀强磁场中，以角速度ω匀速转动，其感应电动势e＝εmsinωt，则下面判断正确的是()A.εm＝BSωB.ωt是线圈平面和中性面之间的夹角C.εm＝nBSω　　D.ωt是线圈平面和磁场方向的夹角5.如图甲所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合。线圈从图示位置开始匀速转动，规定

7、电流方向沿abcd为正方向。则线圈内感应电流随时间变化的图象应是（　　）6.如图所示的长直导线中通有交流电，则由t＝0开始的一个周期内，在线框abcd中产生的感应电流大小随时间的变化是（　　）A.先增后减B.先减后增C.增→减→增→减D.减→增→减→增7.矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（）（A）1s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快，（B）2s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大，（C）交流电压的最大值为36V，频率0.25Hz，（D）交流

8、电压的有效值为36V，周期为4s。8.如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是（）9．如图所示，在磁感强度B＝10T的匀强