高二選修2交變電流 3月第3周 周練（練習(xí)版）

1、必修三交變電流【知識點詳解】I.交變電流及其產(chǎn)生和圖象(1)交變電流定義：大小和方宜都隨時間做周期性變化的電流.圖象：如圖甲、乙、丙、丁所示都屬于交變電流.其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流，如圖甲所示.正弦式交變電流，如圖甲所示.(2)正弦交變電流的產(chǎn)生和圖象產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場里，線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動.兩個特殊位置的特點：線圈平面與中性面重合時，S.LB,。最大，筆=0, e=0, i=0,電流方向?qū)l(fā)生改變. Az線圈平面與中性面垂直時，S- 0=0,笑最大，e最大，.最大，電流方向丕改重(3)電流方向的改變線圈通過中性面時，電流方向發(fā)生改變,一個周期內(nèi)線圈兩次通過中性

2、面，因此電流的方 向改變兩次.(4)圖象用以描述交變電流隨時間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開始計刃寸,其圖象為正弦曲 線.如圖甲、乙所示.II.正弦式交變電流的描述.周期和頻率周期(7)：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時間，單位是秒，公式頻率：交變電流在1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù).單位是赫茲(Hz).周期和頻率的關(guān)系：或尸/.正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式(線圈在中性面位置開始計時)電動勢e隨時間變化的規(guī)律：e=msin cot,其中co等于線圈轉(zhuǎn)動的角速度，Em=nBSco.負(fù)載兩端的電壓隨時間變化的規(guī)律：u=Umsin cot.電流i隨時間變化的規(guī)律：i=/msin而.交

3、變電流的瞬時值、峰值、有效值瞬時值：交變電流某一時刻的值，是時間的函數(shù).峰值：交變電流(電流、電壓或電動勢)所能到達(dá)的最大的值，也叫最大值.有效值：跟交變電流的登遨應(yīng)等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值.對正弦 交流電，其有效值和峰值的關(guān)系為：E寺U=, 7=4.HL交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律1.交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時)規(guī)律物理量函數(shù)表達(dá)式圖象磁通量=0mcos cot=BScos cot八電動勢e=Emsin CDt=nBScosin cot-EmT 一電壓J J REm .4 UmSin cot n sin cot K-rrUm-umT 一一,t電流Emi/msin

4、cot一R+in cot4 i2.交變電流瞬時值表達(dá)式的書寫確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)圖象讀出或由公式求出相應(yīng)峰值.（2）明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式.如：線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動，那么i，圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為，=人囪!1/，.線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動，那么i，圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為，=人85口力【真題詳解】1.（多項選擇）如圖6所示，為半圓形導(dǎo)線框，圓心為。加；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框, 圓心為On；兩導(dǎo)線框在同一豎直面（紙面）內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線0MOn的水平面上方 有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面.現(xiàn)使線框M、N在，=0時從圖示位置開始，分別繞

5、垂直于紙面且過0m和On的軸，以相同的周期7逆時針勻速轉(zhuǎn)動，那么（）圖6A.兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交流電B.兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于7C.在時，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等 OD.兩導(dǎo)線框的電阻相等時，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等答案BC解析當(dāng)導(dǎo)線框進(jìn)入磁場過程中，根據(jù)E=br2可得，感應(yīng)電動勢恒定，感應(yīng)電流恒定, 不是正弦式交流電，A錯誤，C正確；當(dāng)導(dǎo)線框進(jìn)入磁場時，根據(jù)楞次定律可得，兩導(dǎo)線框 中的感應(yīng)電流方向為逆時針，當(dāng)導(dǎo)線框穿出磁場時，根據(jù)楞次定律可得，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感 應(yīng)電流方向為順時針，所以感應(yīng)電流的周期和導(dǎo)線框運動周期相等，B正確；導(dǎo)線框N在 完全進(jìn)入磁場后有于時間穿過

6、導(dǎo)線框的磁通量不變化，沒有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，即導(dǎo)線框N在 。方招廠內(nèi)有感應(yīng)電動勢，其余時間內(nèi)沒有；而導(dǎo)線框M在整個過程中都有感應(yīng)電動 勢，即使兩導(dǎo)線框電阻相等，兩者的電流有效值不會相同，D錯誤.【相應(yīng)練習(xí)題】.小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共N匝，每匝可簡化為矩形線圈。兒4磁極間的磁場視為勻強(qiáng)磁場,方向垂直于線圈中心軸00,線圈繞0。/勻速轉(zhuǎn)動，如圖7所示.矩形線圈4。邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為匈，不計線圈電阻，那么發(fā)電機(jī)輸出電壓（）A.峰值是匈C.有效值是坐A.峰值是匈C.有效值是坐圖7B.峰值是2匈D.有效值是陋Neo.（多項選擇）圖8甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng) 磁場，為交流電流表.線圈繞垂直于磁場的水平軸。0沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖甲 所示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示.以下判斷正確的選項是 （）圖8圖8A.電流表的示數(shù)為10AB.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50;irad/sC.，=0.01 s時，線圈平面與磁場方向平行D.，=0.02s時，電阻R中電流的方向自右向左3.（多項選擇）如圖9甲所示，在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速繞與磁感 線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交