浙江鸭2020版高考物理一轮复习第10章交变电流第1讲交变电流的产生和描述学案

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1、第1讲　交变电流的产生和描述[选考导航]知识内容考试要求历次选考统计2016/042016/102017/042017/112018/042018/11交变电流c描述交变电流的物理量c电感和电容对交变电流的影响b变压器c电能的输送c实验13　探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系2121知识排查交变电流和其图象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)图象：如图(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。2.正弦

2、式交变电流的产生和图象(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。(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。如图(e)、(f)、(g)所示。交变电流的描述1.周期和频率14(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.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)(

3、1)电动势e随时间变化的规律：e＝Emsin__ωt。(2)负载两端的电压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＝nBSω。3.交变电流的瞬时值、峰值、有效值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，瞬时值的表达式是时间的函数。(2)峰值：交变电流(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＝，

4、U＝，I＝。电感和电容对交变电流的影响1.电感器对交变电流的阻碍作用(1)感抗：电感器对交变电流阻碍作用的大小。(2)影响因素：线圈的自感系数越大，交流的频率越高，感抗越大。14(3)感抗的应用　　　类型区别　　　低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小感抗大小较大较小作用通直流、阻交流通低频、阻高频2.电容器对交变电流的阻碍作用(1)容抗：电容器对交变电流阻碍作用的大小。(2)影响因素：电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小。(3)作用：“通交流，隔直流；通高频，阻低频”。小题速练1.思考判断(1)矩

5、形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦式交变电流(　　)(2)线圈在磁场中转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时，产生的感应电动势也最大(　　)(3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动经过中性面时，线圈中的感应电动势为零，电流方向发生改变(　　)(4)交流电气设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值(　　)(5)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值(　　)(6)交变电流的峰值总是有效值的倍(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×2.[人教版选修3－2·P34·T5改编](

6、多选)如图1所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′方向观察，线圈沿顺时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为L1，ad边的边长为L2，线圈电阻为R，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时(　　)图1A.线圈中感应电流的方向为abcdaB.线圈中的感应电动势为2nBL2ωC.穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大D.线圈ad边所受安培力的大小为，方向垂直纸面向里14答案　AC3.(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e＝5

7、0sin100πt(V)。对此电动势，下列表述正确的是(　　)A.最大值是50VB.频率是100HzC.有效值是25VD.周期是0.02s解析　从中性面开始计时，交变电动势的表达式为e＝Emsinωt，因e＝50sin100πt(V)，所以最大值Em＝50V，A错误；由ω＝2πf＝100πrad/s得f＝50Hz，B错误；有效值E＝＝25V，C正确；T＝＝0.02s，D正确。答案　CD　交变电流的产生及描述1.两个特殊位置的特点(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

8、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.解决交变电流图象问题的三点注意(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)在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解。3.正弦式交变电流的变化规律磁