2023届高考物理一轮复习学案 37 交变电流的产生与描述

高三 物理 学案 班级 姓名 37交变电流的产生与描述 【自主学习】 一、交变电流、交变电流的图象 1.交变电流: 和 都随时间做周期性变化的电流。最常见的交变电流是正弦式交变电流。 2.正弦交流电的产生和图象: (1)产生:如图所示,在匀强磁场里,线圈绕 方向的轴匀速转动时,可产生正弦式交变电流。 (2)两个特殊位置: 中性面：与磁场方向_垂直_的平面 。 特点：①线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量 ， 磁通量变化率为 ，感应电动势为 。 ②线圈转动一周， 次经过中性面，每经过中性面一次，电流方向就改变 。 峰值面：中性面的垂面 ，与磁场方向_ _的平面。 (3)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=_ __。 ②电压u随时间变化的规律:u=_ _。 ③电流i随时间变化的规律:i=_ _, 其中Em=_ _。 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 变化(线圈转动 ) 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.交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值: 瞬时值 交变电流某一 的值，是时间的函数 峰值 交变电流的电流或电压所能达到的 值 有效值 让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的_ _相等,就把这一直流的数值叫作这一交流的有效值 。 平均值 交变电流图象中波形与横轴 与时间的比值 说明： （1）瞬时值：计算线圈 的电压、电流情况。 （2）峰值：讨论 的击穿电压。 （3）有效值：计算与电流的热效应有关的量(如 等)；)电气设备“铭牌”上所标的值；保险丝的熔断电流；交流电表的读数 。 ①正弦式交变电流：利用 、 、 计算。 ②非正弦式交变电流：利用定义法计算： A、设阻值、定时间:设将交变电流加在阻值为R的电阻上，时间取t=T。 B、求热量:Q=Q1+Q2+…(分段法)。 C、求解有效值:根据Q=I2Rt= t代入求解有效值。 （4）平均值：计算通过电路截面的 。 一般利用来进行计算。 【针对训练】 1、一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A．t1、t3线圈平面平行于磁感线 B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变 C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大 D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小 E．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 2、某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断（ ） A．在A和C时刻线圈处于中性面位置 B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零 C．从A→D线圈转过的角度为 D．若从O→D历时0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次 3、一矩形线圈在匀强磁场里转动产生的交变电压e＝220 sin100πtV，以下说法错误的是（ ） A．频率是50 Hz B．t＝0时，线圈平面与中性面垂直 C．t＝ s时，e的瞬时值最大 D．交变电压有效值为220 V 4、某单相交流发电机的电动势为e=Emsinωt，如果将发电机的电枢转速增大为原来的2倍，其他条件不变，产生的电动势应为（ ） A．Emsinωt B．2Emsin（2