2013人教版本选修（1-1）（交变电流）学案

1、 交变电流（一） 知识要点：一、交变电流的产生及变化规律1、 交变电流的定义： 交变电流： titititiA(正弦波形)B（锯齿波形）C（方形波形）D（脉动直流）正弦式交变电流：2、 正弦交流电的产生及其变化规律（1）交变电流的产生：（2）在线圈平面与磁场垂直时，线圈中没有感应电流，这样的位置叫 。在此位置时，磁通量 ，磁通量的变化率 ，线圈中感应电动电动势 ，线圈每次经过此位置时，电流方向就改变一次，一周内电流方向改变 次，50HZ的交流电，在1秒内电流改变 次方向。3、 正弦交变电流变化规律（1）若从中性面开始计时，交流电的瞬时表达式为：i= ，u= ，e= ，试写出推导过程。（2）若从

2、垂直于中性面开始计时，交流电的瞬时表达式为：i= ，u= ，e= 。二 交变电流的四值4、 瞬时值： 5、 最大值： 。 Em= 3、有效值： 。正弦交变电流的有效值与最大值的关系式：E= U= I= 各种交变电流的电气设备上所标的，交变电流表上所测的，以及在叙述中没有特别加以说明的交变电流的值，都是有效值。4、平均值： ，其数值可以用E= 计算。 注意：某段时间内的交流电的平均值不等于这段时间始、终时刻瞬时值的算术平均值。说明：在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值。在计算通过导体的电量时，只能用交变电流的平均值，在考虑电容器的耐压值时，则

3、应根据交变电流的最大值。a.最大值Em（及Um 、 Im）与线圈的匝数、线圈的面积、磁场的磁感应强度及线圈的转动角速度成正比Em=NBSb.交变电流的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。三、感抗和容抗1电感对交变电流的影响(1).实质： (2)电感线圈在电路中的作用：“ 直流、 交流”；“ 低频、 高频”。2电容对交变电流的影响(1).交流电流能通过电容器的物理实质： (2).对电路中形成电流的自由电荷来说，当电源的电压推动它们向某一方向做定向移动时，电容器两极板上积累的电荷反抗它们向这个方向做定向移动，这就产生了电容对交变电流的阻碍作用。(3)电容器在电路中的作用：“ 交流

4、、 直流”；“ 高频、 低频”。典型例题：1、线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电，下列说法正确的是 ( )A.线圈每转动一周，电流方向就改变一次OABCDtiB.线圈平面经过中性面时，线圈内磁通量为零C.线圈中磁通量最大时，线圈中的磁通量变化也最大D.线圈的磁通量在增加，感应电动势却在减小2、线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，则（ ）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、在A时刻到D时刻线圈转过的角度为3/2D、若从O时刻到D时刻经过0.02s,则在1s内交变电流的方向改变100次。3、某线圈在匀强磁场中转动所产生的感应电动势的变化规律

5、为 e = m sint ，保持其他条件不变，将线圈匝数和转速都增加一倍，产生的感应电动势的变化规律将变为 ( )A. e = 2m sin2t . e = 2m sint . e = m sin2t . e = 4m sin2t4、一个按正弦规律变化的交流电图象如图所示，根据图象可以知道 ( )A.该交流电的频率是0.02HzB.该交流电的有效值是 10 AC.该交流电的瞬时值表达式是 i =20sin0.02t AD.在 t = T / 8 ( T 为周期) 时刻,该电流的大小与其有效值相等5、一电阻接在10V直流电压上，电功率为10W，若接到某交流电源上，电功率为5W，此交流电电压的最大

6、值为 ( )A.10 V B.10 V C.5V D. V6、如图所示为一交变电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值为（ ）A5AB5AC3.5D3.57关于电容器和电感线圈对交流电的影响,下列说法中正确的是(). A、电容器对于高频交变电流的阻碍作用大于它对低频交变电流的阻碍作用B、电感线圈对于高频交变电流的阻碍作用大于对低频交变电流的阻碍作用C、电容器对于高频交变电流的阻碍作用小于它对低频交变电流的阻碍作用D、电感线圈对于高频交变电流的阻碍作用小于对低频交变电流的阻碍作用甲乙。yx。A。B8、如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，A、B两端加直流电压时，甲灯正常发光，乙灯完全不亮；当A、B两

7、端加上有效值和直流电压相等的交流电压时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光。下列判断正确的有（ ）A、与甲灯串联的元件是电容器 B、与乙灯串联的元件是电容器C、与甲灯串联的元件是电感线圈 D、与乙灯串联的元件是电感线圈巩固练习：9、一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速转动，产生交变电动势的瞬时表达式为e = 10sin4tV ，则（ ）A该交变电动势的频率为2Hz B零时刻线圈平面与磁场垂直Ct=0.25s时，e达到最大值 D在1s时间内，线圈中电流方向改变100次图甲 T/2B/T0图乙 Tt/sMN10、 如图甲所示，电流恒定的通电直导线MN，垂直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，电流方向由M

8、指向N，在两轨间存在着竖直方向的匀强磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t=0时导线恰静止，若B按如图乙所示的正弦规律变化，则下列说法中正确的是（ ）A. 在最初的一个周期内，导线在导轨上做机械振动B. 在最初的一个周期内，导线一直向右运动C. 在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小D. 在最初的半个周期内，导线的速度先增大后关小11、如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联，三个支路中分别接有一个灯泡，接入交流电源后，三盏灯亮度相同。若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率增大，则以下判断正确的是（ ）L C RL1 L2 L3u与线圈L连接的灯泡L1将变暗与电容器

9、C连接的灯泡L2将变暗与电阻R连接的灯泡L3将变暗三盏灯泡的亮度都不会改变12、如图所示是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈A是通过高频交流电的线圈，B是自行车的零件，a是待焊接的接口，接口两端接触在一起.当A中通有交变电流时，B中会产生感应电流，使接口处金属熔化而焊接起来.高频焊接时线圈中通以高频交变电流，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热.要使焊接处产生的热量较大，可采用( )A.增大交变电流的电压B.增大交变电流的频率C.增大焊接缝的接触电阻D.减小焊接缝的接触电阻13单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈内磁通量按图所示规律变化，则在00.05s内感应电动势的平均值为_V，在t=0.1s的感应电动势的瞬时值为_V. dcbaVA14、如图所示，abcd线圈的面积是0.05m2，共100匝；线圈电阻为1，外接电阻R=9，匀强磁场的磁感应强度为B=1/ T，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：（1）若从线圈处于中性面开始时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式（2）线圈转过1/30s时电动势的瞬时值多大？（3）电路中电流表和电压表示数各是多少？（4）线圈转过一周，外力所做的功。（5）线圈从图示位置转动90°过程中通过电阻R的电量。15、如图所示，两平行导轨与水平面间的倾角为，电阻不计，间距L0.3m，长度足够长，导轨处于