高考物理总复习第十章交变电流传感器第29讲交变电流的产生及其变化规律

交变电流传感器第十章第29讲交变电流产生及其改变规律1/42考纲要求考情分析命题趋势1.正弦交变电流产生和改变规律Ⅰ2.交变电流四值比较和应用Ⅰ3.非正弦交变电流有效值计算Ⅱ·全国卷Ⅲ，21·四川卷，4·天津卷，7·福建卷，15·广东卷，19·北京卷，15·安徽卷，23本部分内容常以选择题形式考查交变电流产生及其改变规律，以及交流电有效值计算，难度不大.2/42栏目导航板块一板块二板块三板块四3/421．交变电流及其产生和图象(1)交变电流①定义：________和________都随时间做周期性改变电流．②图象：如图甲、乙、丙、丁所表示都属于交变电流．其中按正弦规律改变交变电流叫________交变电流，如图甲所表示．考点交变电流产生及有效值大小方向正弦式4/42(2)正弦交变电流产生和图象①产生：在匀强磁场里，线圈绕____________方向轴匀速转动．②图象：用以描述交变电流随时间改变规律，假如线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线．如图甲、乙所表示．垂直于磁场5/42一次周期性次数6/42(2)正弦式交变电流函数表示式(线圈在中性面位置开始计时)①电动势e随时间改变规律：e＝__________.其中ω等于线圈转动________，Em＝________.②负载两端电压u随时间改变规律：u＝__________.③电流i随时间改变规律：i＝__________.Emsinωt角速度nBSωUmsinωtImsinωt7/428/42√×9/42(4)交流电表测量值是交变电流有效值．(

)(5)我国使用交变电流周期是0.02s，电流方向每秒改变100次．(

)(6)电路中保险丝熔断电流是指电流最大值．(

)(7)电容器耐压值是指交变电流最大电压．(

)×√×√10/422．(多项选择)(交流电产生及改变规律)如图所表示为交流发电机示意图，线圈AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体做两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时能够经过滑环和电刷保持与外电路连接．关于其工作原理，以下分析正确是(

)AC11/423．(交变电流瞬时值表示式)小型交流发电机矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生感应电动势与时间关系是正弦函数．将发电机与一个标有“6V

6W”小灯泡连接形成闭合回路，不计电路其它电阻．当线圈转速为n＝5r/s时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流瞬时表示式为(

)A．i＝sin5t(A)

B．i＝sin10πt(A)C．i＝1.41sin5t(A)D．i＝1.41sin10πt(A)D12/421．正弦式交变电流改变规律(线圈在中性面位置开始计时)一正弦交变电流产生及其改变规律13/4214/4215/42处理交变电流图象问题三点注意1．只有当线圈从中性面位置开始计时，电流瞬时值表示式才是正弦形式，其改变规律与线圈形状及转动轴处于线圈平面内位置无关．2．注意峰值公式Em＝nBSω中S为有效面积．3．在处理相关交变电流图象问题时，应先把交变电流图象与线圈转动位置对应起来，再依据特殊位置求特殊解．16/42[例1]如图甲为小型旋转电枢式交流发电机原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B匀强磁场中，绕垂直于磁场方向固定轴OO′匀速转动，线圈两端经集流环和电刷与R＝10Ω电阻连接，与电阻R并联交流电压表为理想电压表，示数是10V．图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t改变图象．则(

)C17/42A．电阻R上电功率为20WB．t＝0.02s时R两端电压瞬时值为零C．R两端电压u随时间t改变规律是u＝14.1cos100πtVD．经过R电流i随时间t改变规律是i＝14.1cos50πtA18/421．交变电流瞬时值、峰值、有效值和平均值比较二交变电流“四值”了解及应用19/4220/422.对交变电流有效值了解(1)交变电流有效值是依据电流热效应(电流经过电阻生热)进行定义，所以进行有效值计算时，要紧紧围绕电流经过电阻生热(或热功率)进行计算．(2)注意“三同”：即“相同电阻”，“相同时间”内产生“相同热量”．(3)计算时“相同时间”普通取一个周期．21/4222/4223/4224/4225/42AD26/42A．电流表示数为10AB．线圈转动角速度为50πrad/sC．t＝0.01s时，线圈平面与磁场方向平行D．t＝0.02s时，电阻R中电流方向自右向左27/42B28/4229/42B30/4231/42D32/4233/42[例1](·青海西宁检测·6分)在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直转轴匀速转动，如图甲所表示，产生交变电动势图象如图乙所表示．已知矩形线圈匝数N＝100，以角速度ω＝100πrad/s绕OO′轴匀速转动，则(

)A．t＝0.005s时线圈中磁通量改变率为零B．t＝0.01s时线圈平面与中性面重合C．穿过线圈最大磁通量为0.01WbD．经t＝1s时间，交变电流方向改变100次34/42[答题送检]····································来自阅卷名师汇报35/42[规范答题][解析]t＝0.005s时感应电动势最大，线圈磁通量改变率也最大，A错误；t＝0.01s时感应电动势为零，穿过线圈磁通量最大，线框平面与中性面重合，B正确；感应电动势最大值为314V，由Em＝NΦmω可得Φm＝0.01Wb，C正确；在每个周期T＝0.02s时间内，交变电流方向改变两次，即在1s时间内可改变100次，故D正确．[答案]BCD