2025届高考物理一轮复习导学案：交变电流的产生及描述

交变电流的产生和描述

任务一：分析正弦式交变电流的产生及变化规律

课本导练

1．交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向        。

2．中性面：与磁场方向        的平面。

3．两个特殊位置

（1）中性面位置（S⊥B，如图中的甲、丙）

此时Φ        ，为        ，e为0，i为0（均选填“最大”“最小”或“0”）；

线圈经过        时，电流方向发生改变，线圈转一圈电流方向改变        。

（2）垂直中性面位置（S∥B，如图中的乙、丁）

此时Φ为        ，        ，e最大，i最大。

讨论展示

[例1]线圈ABCD从图甲位置开始以角速度匀速转动，转到任意位置时的正视图如右图所示。设线圈AB、CD的长度分别为LAB、LCD，磁感应强度为B。

（1）经过时间t，AB的速度为多大？此时AB边产生的感应电动势为多大？

 

 

（2）CD边是否有感应电动势？若线圈的匝数为N，请写出线圈中的感应电动势表达式；

 

 

（3）若线圈从与中性面夹角为60°的位置开始转动，写出线圈中感应电动势的表达式；

 

（4）若转轴OOʹ处在图示位置，线圈从垂直中性面位置开始转动，线圈中感应电动势的最大值为多少？感应电动势的表达式与上述情况相同吗？

 

任务二：求解交流电的有效值

课本导练

1．交变电流

定义            随时间做周期性变化的电流。

2．周期和频率

①周期(T)：交变电流完成                变化所需的时间．单位是秒(s)，公式T＝.

②频率(f)：交变电流在单位时间内完成周期性变化的        ．单位是赫兹(Hz)．

③周期和频率的关系：T＝或f＝.

3．有效值

让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们         相等，则这个恒定电流的电流I与电压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＝.

讨论展示

[例2]如图所示为一交流电电流随时间变化的图像，此交流电电流的有效值为(　　)

 

A．7 A   B．5 A

C．3.5 A  D．3.5 A

[例3]如图是某一线圈通过的交流电的电流—时间关系图像(前半个周期为正弦波形的)，则一个周期内该电流的有效值为(　　)

A.I0       B.I0       C.I0       D.I0

任务三：理解交变电流的“四值”

课本导练

判断正误