【备考2020】高考物理一轮复习学案 第36讲 交变电流的产生和描述（原卷＋解析卷）

第十一部分 交变电流 传感器 第36讲 交变电流的产生和描述(解析版) 能掌握交变电流的产生和描述，会写出交变电流的瞬时值表达式. 能认识交变电流的图象和进行有效值、最大值的计算． 交变电流的产生和变化规律 1. 交变电流 大小和方向都随时间做_____变化的电流．如图(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图(a)所示． 2. 正弦交流电的产生和图象 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕_____方向的轴匀速转动． (2)中性面 ①定义：与磁场方向_____的平面． ②特点 a．线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量___，磁通量的变化率为___，感应电动势为___ b．线圈转动一周，两次经过中性面．线圈每经过_____一次，电流的方向就改变一次． (3)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为_____曲线． 二、正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1． 周期和频率 (1)周期(T)：交变电流完成_____(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T＝. (2)频率(f)：交变电流在1 s内完成周期性变化的_____单位是赫兹(Hz)． (3)周期和频率的关系：T＝或f＝. 2． 正弦式交变电流的函数表达式(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)负载两端的电压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ω等于线圈转动的角速度，Em＝_____ 3． 交变电流的瞬时值、峰值、有效值 (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，也叫最大值． (3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为：E＝，U＝，I＝. (4)平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值． 1．如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则(　　) A．乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程 B．乙图中c时刻对应甲图中的C图 C．若乙图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变了50次 D．若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz 2. 实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V．已知R＝10 Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是(　　) A．线圈平面与磁场平行时，线圈中的瞬时电流为零 B．从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感应电流瞬时值表达式为i＝sin 50πt A C．流过电阻R的电流每秒钟方向改变25次 D．电阻R上的热功率等于10 W 3．如图表示一交流电电流随时间变化的图像，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为Im；电流的负值强度为Im，则该交流电的有效值为 (　　) A. B.Im C．Im D.Im 4．如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了调节亮度．给该台灯接220 V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为 (　　) A．220 V B．110 V C． V D． V 5．如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是(　　) A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先后两次转速之比为3∶2 C．交流电a的瞬时值表达式为u＝10sin 5πt (V) D．交流电b的最大值为5 V 要点一 交变电流的变化规律 1. 正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时) 规律 物理量 函数 图象 磁通 ... ...