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

2、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)(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

3、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＝，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

4、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(　　)(

5、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](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

6、答案　AC3.(多选)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，电流方向将发生改变。(2)线圈平面与中性

7、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