2019-2020年高考物理总复习讲义 第10章 第1讲 交变电流的产生和描述

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1、2019-2020年高考物理总复习讲义第10章第1讲交变电流的产生和描述考　纲　点　击备　考　指　南1.交变电流、交变电流的图象Ⅰ1.交变电流的产生及描述(e、u、i的瞬时值表达式、峰值、有效值、周期、频率)，特别是交流电的图象和有效值的计算是考查的热点．2.变压器的原理，电压比、电流比及功率关系，远距离输电问题等是考查的重点．3.掌握传感器的一些简单使用和一些敏感元件的基本原理2.正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值　Ⅰ3.理想变压器Ⅰ4.远距离输电Ⅰ实验十一：传感器的简单使用知识一　正弦式交

2、变电流的产生和变化规律1．产生如图10－1－1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10－1－12．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＝Emsinωt.(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10－1－2所示)图10－1－2　(1)闭合线圈在磁场中转动，当线圈中磁通量最大时，线圈

3、中产生的电流最大．(×)(2)只有在中性面开始计时时，电动势表达式才可书写为e＝Emsinωt.(√)知识二　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)．公式表达式为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．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(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)

4、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．　只有正弦交变电流有效值与峰值之间存在确定的关系，其他交变电流的有效值要根据焦耳定律进行确定．1．图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是(　　)【解析】　A、B选项中

5、闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场且过线圈平面的转轴匀速转动，满足产生正弦式交变电流的条件，能产生正弦式交变电流；C选项中转轴平行于磁场，转动过程中，穿过线圈的磁通量始终为零，故C中不产生正弦式交变电流；D选项中虽然只有一半线圈在磁场中，但是始终有一边切割磁感线按照正弦规律产生感应电动势，且一边出时，另一边恰好入，保证转动过程中感应电动势连续按照正弦规律变化．故应选C.【答案】　C2．已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图10－1－3所示的规律变化．现与这个电阻元件串联一个多用电表(已调至交

6、流电流挡)，则多用电表的读数为(　　)图10－1－3A．4A　　　　　B．4AC．5AD．5A【解析】　多用电表的读数为有效值，由I2RT＝()2R＋(3)2R，得I＝5A，C项正确．【答案】　C3．(xx·海南高考)通过一阻值R＝100Ω的电阻的交变电流如图10－1－4所示，其周期为1s．电阻两端电压的有效值为(　　)图10－1－4A．12V　　B．4V　　C．15V　　D．8V【解析】　由有效值定义可得×1s＝(0.1A)2×R×0.4s×2＋(0.2A)2×R×0.1s×2，其中R＝100Ω

7、，可得U＝4V，B正确．【答案】　B4．(多选)(xx·广东高考)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(　　)A．最大值是50V　　　　　　B．频率是100HzC．有效值是25VD．周期是0.02s【解析】　交变电动势e＝Emsinωt或e＝Emcosωt，其中Em为电动势的最大值，ω为角速度，有效值E＝，周期T＝，频率f＝.由e＝50sin100πt知，Em＝50V，E＝V＝25V，T＝＝s＝0.02s，f＝＝Hz＝50Hz，所以选项C、D正

8、确．【答案】　CD考点一[82]　正弦式交变电流的变化规律一、正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)规律物理量　函数图象磁通量Φ＝Φm·cosωt＝BScosωt电动势e＝Em·sinωt＝nBSωsinωt电压u＝Um·sinωt＝sinωt电流i＝Im·sinωt＝sinωt二、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．三、交