2025版高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器1交变电流的产生和描述学案

PAGE1-交变电流的产生和描述必备学问一、交变电流、交变电流的图像1.交变电流:大小和方向随时间做周期性变更的电流。最常见的交变电流是正弦式交变电流。2.正弦沟通电的产生和图像:(1)产生:如图所示,在匀强磁场中,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,可产生正弦式交变电流。(2)中性面及其特点。①定义:与磁场方向垂直的平面。②特点:a.线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变更率为零,感应电动势为零。b.线圈转动一周,两次经过中性面,线圈每经过中性面一次,电流方向就变更一次。(3)图像:用以描述沟通电随时间变更的规律。线圈从中性面位置起先计时,其图像为正弦式曲线。二、描述交变电流的物理量1.周期和频率:(1)周期T:交变电流完成一次周期性变更(线圈转动一周)所须要的时间,单位是秒(s)。公式T=2π(2)频率f:交变电流在一秒内完成周期性变更的次数,单位是赫兹(Hz)。(3)周期和频率的关系:T=1f或f=12.正弦交变电流的四值:(1)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数。(2)峰值:交变电流的电流或电压所能达到的最大值。(3)有效值。①定义:让沟通和直流通过相同阻值的电阻,假如它们在相同的时间内产生的热量相等,就把这始终流的数值叫作这一沟通的有效值。②有效值和峰值的关系:E=Em2,U=Um(4)平均值:交变电流图像中波形与横轴所围面积跟时间的比值。如图所示是某交变电流的电压随时间的变更关系,则该沟通电:①周期是0.02s,频率是50Hz。②电压峰值是2202V,有效值是220V。③0.005s时的瞬时值是2202V,0.0075s时的瞬时值是220V。

基础小题1.推断下列题目的正误。(1)交变电流的主要特征是电流的方向随时间周期性变更。 ()(2)大小变更而方向不变的电流也叫交变电流。 ()(3)线圈经过中性面时产生的感应电动势最大。 ()(4)在一个周期内,正弦沟通电的方向变更两次。 ()(5)最大值和有效值之间的2倍关系只适用于正弦(余弦)沟通电。 ()(6)沟通电压表及沟通电流表的读数均为峰值。 ()提示:(1)√。据交变电流的定义可知,交变电流的方向随时间发生周期性变更。(2)×。方向不变的电流为直流电。(3)×。据中性面的定义可知,此时穿过线圈的磁通量最大,而产生的感应电动势最小,为零。(4)√。线圈经过中性面时方向变更一次,而一个周期内线圈两次经过中性面。(5)√。有效值是依据电流的热效应定义的,只有正(余)弦沟通电才是2倍的关系。(6)×。沟通电的瞬时值是变更的,而电流表、电压表的读数均为有效值。2.图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动,不能产生正弦式交变电流的是 ()【解析】选C。一矩形线圈在垂直于磁场方向内绕固定轴匀速转动,线圈中能产生正弦式交变电流,因此B选项能产生;D选项,虽然只有一半磁场,仍能产生正弦式沟通电;当矩形变成三角形线圈时,仍能产生正弦式沟通电,故A能产生;由题意可知,C选项中矩形线圈虽然转动,但穿过线圈的磁通量不变,所以没有感应电流出现。故选C。3.(教材改编题)如图所示,一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转动轴与磁场方向垂直,产生交变电动势瞬时值的表达式为e=30sin100πt。下列说法正确的是 ()A.线圈平面与磁场垂直时,产生的感应电动势最大B.线圈平面与磁场平行时,磁通量变更最快C.线圈产生交变电动势的有效值为30VD.线圈产生交变电动势的周期为0.01s【解析】选B。线圈平面与磁场垂直时,磁通量最大,磁通量的变更率为零,产生的感应电动势为零,选项A错误;线圈平面与磁场平行时,磁通量为零,此时磁通量变更最快,选项B正确;线圈产生交变电动势的最大值为30V,选项C错误;线圈产生交变电动势的周期为T=2πω=2π100πs=0.02s,4.(2024·桂林模拟)如图所示,OO′是磁感应强度大小为B的匀强磁场的左边界,也是一面积为S的n匝矩形金属线框的对称轴,若线框以角速度ω绕与磁感线垂直的转轴OO′匀速转动,并从图示位置(线框与磁感线平行)起先计时,则 ()A.t=2πω时B.t=π2ω时C.线框中产生的交变电动势的最大值为nBSωD.线框中产生的交变电动势的有效值为24【解析】选D。当t=2πω时,即ωt=2π时线框中的感应电