2018届高考物理一轮复习：交变电流的产生和描述导学案2

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1、2018届高考物理一轮复习：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：大小和方向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。如图甲、乙、丙所示。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(7)：交变电流完成-次周期性变化(线圈转一周)所需的吋间,单位是秒(s),公式o(

2、2)频率(产)：交变电流在1s内完成周期性变化的次数。单位是赫兹(血)。(3)周期和频率的关系：卩=迪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=Esin必(2)负载两端的电压〃随吋间变化的规律：Usin竺。(3)电流/随时间变化的规律：/-Asin其中Q等于线圈转动的角速度,AnBS3°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，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泄电流的值叫做交变电流的

3、有效值。对正弦式交变电流，其有效值和峰值的关系为：E=命,匸主考点精练考点一正弦交变电流的产生及变化规律1.交流电产生过程中的两个特殊位置B°fMn图示O9E(re概念中性面位置与中性面垂直的位置BA.SB//Se=BS,最大0=0,最小A①A0特点e-zr^y-0,取小e—〃△广一nBS3、取大感应电流为零，感应电流最大，方向改变方向不变2.止弦式交变电流的变化规律磁通暈:对应训练1.［交变电流的产生］如图1所示，矩形线圈臼比d在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴岀和必以相同的角速度匀速转动，当线圈平而转到与磁场方向平行时（）RA(111d1111B

4、b1]cA.线圈绕X转动时的电流等于绕E转动时的电流A.线圈绕"转动时的电动势小于绕A转动时的电动势B.线圈绕"和£转动时电流的方向相同，都是iLCf"C.线圈绕A转动吋de边受到的安培力大于绕七转动时％边受到的安培力解析线圈绕垂直于磁场方向的轴转动产生交变电流，产生的电流、电动势及线圈各边所受安培力大小与转轴所在位置无关，故A对，B、D错；图示时刻产生电流的方向为lc~—a,故C错。答案A1.［交变电流的图象］（多选）如图2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，④为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴00'沿逆时针方向

5、匀速转动，从图示位置开始计时，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2A.电流表的示数为10AB.线圈转动的角速度为50nrad/sC.0.01s时线圈平面与磁场方向平行D.0.02s时电阻斤屮电流的方向自右向左解析电流表的示数为交变电流的有效值10A,A项正确；由4=牛可得，线圈转动的角速度为3=100jtrad/s,B项错；0.01s时，电路中电流最大，故该时刻通过线圈的磁通量最小，即该时刻线圈平面与磁场平行，C项正确；根据楞次定律可得，0.02s时电阻斤中电流的方向自左向右，D项错。答案AC2.［交变电流的瞬吋表达式］（20

6、17・吉林质检）边长为a的艸匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动，转速为刀，线圈所围面积内的磁通量0随时间才变化的规律如图3所示，图象中◎为已知。则下列说法正确的是（）A.力吋刻线圈中感应电动势最大B.仇时刻线圈屮感应电流为零C.匀强磁场的磁感应强度大小为晋D.线圈中瞬吋感应电动势的表达式为e=2Nn0O/7COSnt解析时刻线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0,根据法拉第电磁感应定律可知此时线圈屮感应电动势为0,A项错误；％时刻线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，根据法拉第电磁感应定律可知此时线圈中感应电流为最

7、大值，B项错误；磁通量与线圈匝数无关，根据磁逋量的定义可得%=B,B=—C项错误；线圈中瞬时感应电动势的a表达式为e=A矽Secos3t=2N/S刀cos2nnt,D项正确。答案D规律方法交变电流图象的“五个”确定(1)确沱交变电流的最大值(峰值)；(2)确定不同时刻交变电流的瞬时值；⑶确定周期T(频率f=^j)；(1)确沱屮性面对应的时刻；(2)确定交变电流方向改变时对应的时刻。考点二有效值的理解与计算1.公式法只适用于正(余)弦式交变电流。1.利用有效值的定义计算(非正弦式电流)计算时“相同时间”至少取一个周期或为周期的整数倍。2.利用能量关系当有电能

8、和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒左律来求有效值。对应训练