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E=Em2、U=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=U2（4）平均值：计算通过电路截面的。一般利用n∆∅∆t【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＝220eq\r(2)sin100πtV，以下说法错误的是（）A．频率是50HzB．t＝0时，线圈平面与中性面垂直C．t＝eq\f(1,200)s时，e的瞬时值最大D．交变电压有效值为220V4、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．EmsinωtB．2Emsin（2ωt）C．Emsin（2ωt）D．2Emsinωt5、某发电机的原理简图如图所示，线圈按图示方向匀速转动。以下说法正确的是（

）A．线圈经过图示位置时穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率为零B．线圈从图示位置转过90°后，小灯泡中的电流方向发生变化电流逐渐变大C．线圈转动两周，电流的方向改变2次D．从线圈经过图示位置开始计时，则电动势e随时间变化的规律为e=Esinωt(V)6、一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图所示，已知发电机线圈内阻为5Ω，仅外接一只电阻为105Ω的灯泡，则（）A.线圈从垂直于中性面的位置开始转动B.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡两端的电压为220VD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为20JE．可以将耐压值为260V的电容器直接并联到发电机线圈两端7、A、B是两个完全相同的电热器，A、B分别通以图甲、乙所示的交变电流。则（）A．通过A、B两电热器的电流有效值之比为IA∶IB=3∶4B．通过A、B两电热器的电流有效值之比为IA∶IB=C．A、B两电热器的电功率之比为PA∶PB=3∶2D．A、B两电热器的电功率之比为PA∶PB=5∶48、图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是（）A．图甲表示交变电流，图乙表示直流电B．两种电压的有效值相等都是220VC．图甲所示电压的瞬时值表达式为U＝311sin100πt（V）D．将这两种电压加在同一电阻R上，相同时间内R上产生的热量相等9、如图所示是一交变电流的i-t图象，则该交流电电流的有效值为()A．A B．C．4AD．10、两矩形线圈分别在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化关系分别如图中甲、乙所示，则下列说法正确的是（）A．两交变电流的频率之比f甲：f乙=1：2B．两交变电流的电动势有效值之比E甲：E乙=3：1C．t=1s时，两线圈中的磁通量的变化率均为零D．t=1s时，两线圈均处在与中性面垂直的位置上11、如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A．那么()A．线圈中感应电流的有效值为2AB．任意时刻线圈中的感应电动势为C．任意时刻穿过线圈的磁通量为D．从图示位置开始到线圈转过60°的过程中，线圈中的平均电流为0.5A12、电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示，现把交流电加在电阻为9Ω的电热丝上，则下列说法中正确的是（）A．线圈转动的角速度为B．如果线圈转速提高一倍，则电流不会改变C．电热丝两端的电压VD．电热丝的发热功率P=1800W13、在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如下图中的甲图所示，金属线框产生的交变电动势的图象如下图中的乙图所示，则（）A．t=0.005s时线框的磁通量变化率为零B．t=0.01s时线圈平面与磁感线平行C．线框中产生的感应电动势的有效值为311VD．线框中产生的交变电流电动势频率为50HzE．线框中产生的交变电流的表达式为14、图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R＝10Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，示数是10V。图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间t变化的图象，则()A．电阻R上的电功率为10WB．0.02s时R两端的电压瞬时值为零C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1cos100πt(V)D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝cos50πt(A)15、矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（）A．2s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大B．1s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快C．此交变电流方向在1min内改变30次D．将此交变电流接一标有：“36V,40W”的白炽灯时，此灯能正常发光16、如图为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为；若把该交流电通过一阻