高考物理复习第十一章第1讲交变电流的产生和描述讲义（含解析）新人教版

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1、交变电流的产生和描述全国卷3年考情分析考点内容考纲要求三年考题201620172018交变电流、交变电流的图象Ⅰ卷ⅠT16，理想变压器(原线圈中串有电阻)卷ⅢT19，理想变压器(原线圈中串有灯泡)卷ⅢT21，交变电流的产生卷ⅠT23，传感器的使用卷ⅢT16，有效值的计算卷ⅠT23，热敏电阻的特性正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值Ⅰ理想变压器Ⅱ远距离输电Ⅰ实验：传感器的简单使用第1讲　交变电流的产生和描述[基础知识·填一填][知识点1]　正弦式交变电流　1．产生：线圈绕　垂直于磁场　方向的轴匀速转动．2．两个特殊位置的特点(1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ　最大　，＝0，e＝0，

2、i＝0，电流方向将　发生改变　.(2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，　最大　，e最大，i最大，电流方向　不改变　.3．电流方向的改变：一个周期内线圈中电流的方向改变　两　次．4．交变电动势的最大值：Em＝　nBSω　，与转轴位置无关，与线圈形状无关．5．交变电动势随时间的变化规律：e＝　nBSωsin_ωt　.判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．(1)交变电流的主要特征是电流的方向随时间周期性变化．(√)(2)大小变化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．(×)[知识点2]　描述交变电流的物理量　1．周期和频率(1)周期T：交变电

3、流完成1次周期性变化所需要的　时间　，单位是秒(s)．表达式为T＝＝(n为转速)．(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、最大值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流　某一时刻　的值，是时间的函数．(2)最大值：交变电流或电压所能达到的最大的值．(3)有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果在交流的一个周期内它们　产生的热量　相等，就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值．(4)正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系I＝，U＝，E＝.(5)交变电流的平均值：＝n，＝

4、.判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．(1)最大值和有效值之间的倍关系只适用于正弦交流电．(√)(2)交流电压表及交流电流表的读数均为峰值．(×)(3)交流电气设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值．(√)[教材挖掘·做一做]1．(人教版选修3－2P35思考与讨论改编)通过一阻值R＝100Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1s．电阻两端电压的有效值为(　　)A．12V　　　　　B．4VC．15VD．8V解析：B　[根据图象，一个周期T＝1s，设该交变电流的有效值为U,0～0.4s的时间间隔为t1＝0.4s,0.4～0.5s的时间间隔t2＝0.1s，根据电流的热效应，由2(IR

5、t1＋IRt2)＝·T，解得U＝4V，B正确．]2．(人教版选修3－2P36第2题改编)某电容器两端所允许加的最大直流电压是250V．它在正弦交流电路中使用时，交流电压可以是(　　)A．250VB．220VC．352VD．177V解析：D　[电容器的耐压值是指最大值，根据正弦交流电的有效值公式得：U＝＝V＝177V．]3．(人教版选修3－2P34第5题改编)有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20cm，线圈总电阻为1Ω，线圈绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动，如图所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5T，问：(1)该线圈产生的交变电流电动势的峰值、电流的峰值分别是多少？(2)若从

6、中性面位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的表达式．(3)线圈从中性面位置开始转过30°时，感应电动势的瞬时值是多大？解析：(1)交变电流电动势的峰值为Em＝nBSω＝10×0.5×0.22×10πV＝6.28V电流的峰值为Im＝＝6.28A.(2)从中性面位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emsinωt≈6.28sin10πtV.(3)线圈从中性面位置开始转过30°，感应电动势的瞬时值e＝Emsin30°＝3.14V.答案：(1)6.28V　6.28A(2)e＝6.28sin10πtV　(3)3.14V考点一　正弦交变电流的产生及变化规律[考点解读]1．正弦式交变电流的图象

7、(线圈在中性面位置开始计时)函数表达式图象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nBSωsinωt电流i＝Imsinωt＝sinωt电压u＝Umsinωt＝sinωt2.交变电流图象的“五个”确定(1)确定交变电流的最大值(峰值)．(2)确定不同时刻交变电流的瞬时值．(3)确定周期T.(4)确定中性面对应的时刻．(5)确定交变电流方向改变时对应的时刻．[典例赏析][典例1]　(多选)如图甲所示，在匀强磁场