第十二章交變電流必考部分電磁學/8-12章12.1交變電流產生及描述1/45[高考研讀]

考點要求命題視角復習策略交變電流、交變電流圖象Ⅰ正弦式交變電流函數表達式、峰值和有效值Ⅰ理想變壓器Ⅱ遠距離輸電Ⅰ試驗12傳感器簡單使用就全國卷而言，最近幾年單獨考查較少，假如考查，通常是以選擇題形式出現．主要表示在“三突出”：一是突出考查交變電流產生過程；二是突出考查交變電流圖象和交變電流四值；三是突出考查變壓器．普通試題難度不大，且多以選擇題形式出現.1.復習時，要結合電磁感應知識，強化對交變電流產生、有效值與瞬時值了解．并要注意讓學生明確交變電流四值適用場所，要做到“情、數、形”三者相統一．“情”就是物理情景，即線圈在磁場中轉動情形；“數”就是用數學表示式表示交變電流產生過程；“形”就是用圖象表示交變電流產生過程．在這三者中已知其一，便知其二．2.對變壓器相關內容復習要注意兩個方面：一是變壓器原、副線圈電路中電流、電壓與電功率求解，了解對應制約關系，了解并學會動態改變過程分析；二要掌握應用變壓器進行遠距離輸電分析.2/45[交變電流知識體系]3/45第1節交變電流產生及描述4/45欄目導航1234抓知識點抓重難點課時跟蹤檢測抓易錯點5/45抓知識點專心研讀領悟細微深處16/45一、交變電流1．定義：大小和方向都隨時間做

電流叫作交變電流．2．圖象：如圖所表示，圖

所表示電流都屬于交變電流，圖

所表示電流屬于恒定電流．圖

所表示電流屬于正弦式交變電流．周期性改變甲、乙、丙、丁戊甲7/45 以下列圖甲、乙所表示電流屬于交變電流嗎？答案：不屬于，交變電流根本依據是電流方向做周期性改變．即時突破8/45二、正弦式交變電流產生和改變規律1．產生：如圖所表示，在勻強磁場里，線圈繞

方向軸勻速轉動時，可產生正弦式交變電流．2．中性面及其特點．(1)定義：與磁場方向

平面．(2)特點：①線圈位于中性面時，穿過線圈磁通量

，磁通量改變率為

，感應電動勢為

．②線圈轉動一周，

經過中性面，線圈每經過中性面一次，電流方向就改變一次．垂直磁場垂直最大零零2次9/45加深了解中性面及其垂面比較中性面中性面垂面含義線圈平面與磁場方向垂直線圈平面與磁場方向平行磁通量最大(BS)0磁通量改變率0最大感應電動勢0最大(nBSω)電流方向發生改變方向不變10/453．圖象：用以描述交變電流隨時間改變規律，假如線圈從中性面位置開始計時，其圖象為

曲線，如圖所表示．正弦11/454．改變規律(線圈在中性面位置開始計時)(1)電動勢e隨時間改變規律：e＝Emsinωt.(2)電壓u隨時間改變規律：u＝

.(3)電流i隨時間改變規律：i＝

.其中ω等于線圈轉動

，Em＝

＝

.UmsinωtImsinωt角速度nBl1l2ωnBSω12/45 判斷正誤．1．矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動時，一定會產生正弦式交變電流．()2．線圈在磁場中轉動過程中穿過線圈磁通量最大時，產生感應電動勢也最大．()3．矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動經過中性面時，線圈中感應電動勢為零，電流方向發生改變．()即時突破××√13/45一次周期性

轉一周

秒(s)

1s內完成周期性改變

赫茲(Hz)．

14/452．交變電流“四值”(1)瞬時值：交變電流

值，是時間函數．(2)峰值：交變電流電流或電壓所能到達

．(3)有效值：讓交變電流與恒定電流分別經過相同電阻，假如它們在交變電流一個周期內

相等，則這個恒定電流I、恒定電壓U就是這個交變電流有效值．某一時刻最大值產生熱量15/45(4)正弦式交變電流有效值與峰值之間關系I＝

，U＝

，E＝

.(5)平均值：交變電流圖象中波形與橫軸所圍面積跟時間比值，其數值能夠用

＝

計算．16/45

電阻R1、R2與交流電源按照圖甲所表示方式連接，R1＝10Ω，R2＝20Ω.合上開關S后，經過電阻R2正弦式交變電流i隨時間t改變情況如圖乙所表示．則()即時突破17/4518/45抓重難點動手演練掌握提分技巧219/45描述交變電流有兩種方法，即圖象法和函數表示式法，兩種方法可相互轉化.重難點1正弦交變電流產生及改變規律

20/4521/45 如圖所表示，勻強磁場磁感應強度B＝0.5T，匝數n＝50矩形線圈，繞轉軸OO′垂直于勻強磁場勻速轉動，每匝線圈長為L＝25cm，寬為d＝20cm，線圈每分鐘轉動1500轉，在勻速轉動過程中，從線圈平面經過圖示位置時開始計時，求：(1)交流感應電動勢e瞬時值表示式；(2)若每匝線圈本身電阻r＝0.02Ω，外接一只阻值為13Ω電阻，使線圈和外電路組成閉合電路，寫出交變電流i瞬時值表示式，并計算交變電流有效值是多大？線圈每轉一周能產生多少焦耳熱？例122/4523/45提分秘笈24/45解析：矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向軸勻速轉動產生交變電流，交變電流最大值為Em＝NBSω，角速度與轉速關系為ω＝2πn，若將線圈轉速加倍，感應電動勢最大值也將變為原來二倍，角速度也變為原來二倍，產生電動勢為e＝2Emsin2ωt.所以D項正確，A、B、C項錯誤．答案：D跟蹤訓練125/45 (多項選擇)以下列圖所表示，甲、乙為兩種電壓波形，其中圖甲所表示電壓按正弦規律改變，圖乙所表示電壓波形是正弦函數圖象一部分．以下說法正確是()A．圖甲、圖乙均表示交變電流B．圖甲所表示電壓瞬時值表示式為u＝20sin100πt(V)C．圖乙所表示電壓有效值為20VD．圖乙所表示電壓有效值為10V重難點2交變電流有效值計算

例226/4527/45提分秘笈28/45 (屆臨沂高三月考)電壓u隨時間t改變情況以下列圖所表示，求電壓有效值？跟蹤訓練229/45重難點3交變電流“四值”了解及應用30/4531/45例332/4533/45(1)電壓表和電流表示數？(2)電阻R上所消耗電功率是多少？(3)由圖示位置轉過90°過程中，經過R電量是多少？跟蹤訓練334/4535/45抓易錯點親身體會擊破微弱步驟336/45 一臺發電機結構示意圖如圖所表示，其中N、S是永久磁鐵兩個磁極，它們表面呈半圓柱面形狀，M是圓柱形鐵芯，鐵芯外套有一矩形線圈，線圈繞鐵芯M中心固定轉軸勻速轉動．磁極與鐵芯之間縫隙中形成方向沿半徑輻向磁場．若從圖示位置開始計時電動勢為正值，以下圖象中能正確反應線圈中感應電動勢e隨時間t改變規律是()例1易錯點1對均勻輻向磁場認識不清

37/4538/45【答案】D【錯后感悟】受正弦交流發電機影響及對均勻輻向磁場認識不清，錯誤地認為矩形線圈在均勻輻向磁場中勻速轉動產生感應電動勢也按正弦規律改變．造成錯解根本原因是不分析詳細情境，由思維定式得犯錯誤結論.39/45 一個固定矩形線圈abcd處于范圍足夠大可改變勻強磁場中，如圖所表示，該勻強磁場由一對異名磁極產生，磁極以OO′為軸勻速轉動．在t＝0時刻，磁場方向與線圈平行，磁極N離開紙面向外轉動．要求由a→b→c→d→a方向感應電流為正，則能反應線圈中感應電流I隨時間t改變圖象是()例2易錯點2磁極轉動與線圈轉動不一樣

40/45【解析】磁極以OO′為軸勻速轉動可等效為磁場不變，線圈向相反方向轉動，在t＝0時刻，磁場方向與線圈平面平行，感應電流最大，產生感應電流方向為a→b→c→d→a，為正值，且交變電流按余弦規律改變，C項正確．【答案】C【錯后感悟】忽略磁極轉動與線圈轉動不一樣，錯選D項．磁極轉動可等效為線圈向相反方向轉動，經過右手定則判斷感應電流方向，也可經過判斷線圈中磁通量改變，借助楞次定律判斷感應電流方向.41/45 (屆河北邢臺期末)在圖示電路中，電阻R1與電阻R2阻值均為R，和R1并聯D為理想二極管(正向電阻可看成零，反向電阻可看成無窮大)，在A、B間加一正弦交流電u＝20sin100π