2021屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義：11.1 交變電流的產(chǎn)生和描述

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2、,線圈每經(jīng)過(guò)中性面一次,電流方向就改變一次。(3)圖象:用以描述交流電隨時(shí)間變化的規(guī)律。線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí),其圖象為正弦式曲線。二、描述交變電流的物理量1.周期和頻率:(1)周期T:交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周)所需要的時(shí)間,單位是秒(s)。公式T=2(2)頻率f:交變電流在一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù),單位是赫茲(Hz)。(3)周期和頻率的關(guān)系:T=1f或f=12.正弦交變電流的四值:(1)瞬時(shí)值:交變電流某一時(shí)刻的值,是時(shí)間的函數(shù)。(2)峰值:交變電流的電流或電壓所能達(dá)到的最大值。(3)有效值。定義:讓交流和直流通過(guò)相同阻值的電阻,如果它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等,就把

3、這一直流的數(shù)值叫作這一交流的有效值。有效值和峰值的關(guān)系:E=Em2,U=Um(4)平均值:交變電流圖象中波形與橫軸所圍面積跟時(shí)間的比值。如圖所示是某交變電流的電壓隨時(shí)間的變化關(guān)系,則該交流電:周期是0.02 s,頻率是50 Hz。電壓峰值是2202 V,有效值是220 V。0.005 s時(shí)的瞬時(shí)值是2202 V,0.007 5 s時(shí)的瞬時(shí)值是220 V?；A(chǔ)小題1.判斷下列題目的正誤。(1)交變電流的主要特征是電流的方向隨時(shí)間周期性變化。()(2)大小變化而方向不變的電流也叫交變電流。()(3)線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。()(4)在一個(gè)周期內(nèi),正弦交流電的方向改變兩次。()(5)最

4、大值和有效值之間的2倍關(guān)系只適用于正弦(余弦)交流電。()(6)交流電壓表及交流電流表的讀數(shù)均為峰值。()提示:(1)。據(jù)交變電流的定義可知,交變電流的方向隨時(shí)間發(fā)生周期性變化。(2)。方向不變的電流為直流電。(3)。據(jù)中性面的定義可知,此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大,而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小,為零。(4)。線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)方向改變一次,而一個(gè)周期內(nèi)線圈兩次經(jīng)過(guò)中性面。(5)。有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義的,只有正(余)弦交流電才是2倍的關(guān)系。(6)。交流電的瞬時(shí)值是變化的,而電流表、電壓表的讀數(shù)均為有效值。2.圖中閉合線圈都在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞虛線所示的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),不能產(chǎn)生正弦式交變電流的是()【解

5、析】選C。一矩形線圈在垂直于磁場(chǎng)方向內(nèi)繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中能產(chǎn)生正弦式交變電流,因此B選項(xiàng)能產(chǎn)生;D選項(xiàng),雖然只有一半磁場(chǎng),仍能產(chǎn)生正弦式交流電;當(dāng)矩形變成三角形線圈時(shí),仍能產(chǎn)生正弦式交流電,故A能產(chǎn)生;由題意可知,C選項(xiàng)中矩形線圈雖然轉(zhuǎn)動(dòng),但穿過(guò)線圈的磁通量不變,所以沒有感應(yīng)電流出現(xiàn)。故選C。3.(教材改編題)如圖所示,一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)軸與磁場(chǎng)方向垂直,產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e=30sin100t。下列說(shuō)法正確的是()A.線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B.線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí),磁通量變化最快C.線圈產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為30 VD.線圈產(chǎn)生交變

6、電動(dòng)勢(shì)的周期為0.01 s【解析】選B。線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí),磁通量最大,磁通量的變化率為零,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí),磁通量為零,此時(shí)磁通量變化最快,選項(xiàng)B正確;線圈產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為30 V,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;線圈產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的周期為T=2=2100 s=0.02 s,4.(2019桂林模擬)如圖所示,OO是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的左邊界,也是一面積為S的n匝矩形金屬線框的對(duì)稱軸,若線框以角速度繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),并從圖示位置(線框與磁感線平行)開始計(jì)時(shí),則()A.t=2時(shí)B.t=2時(shí)C.線框中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為nBSD.線框中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為24【解析】選D。當(dāng)t=2時(shí),即t=2時(shí)線框中的感應(yīng)電流最大,