高考物理知識體系總論：交變電流的產(chǎn)生描述

學霸推薦交變電流的產(chǎn)生描述知識體系梳理優(yōu)秀同齡人的陪伴

讓你的青春少走彎路交變電流的產(chǎn)生描述部分是選修3-2的重點內容，主要考察內容就是電磁感應的深化應用問題，考察交流電的產(chǎn)生和遠距離輸電的特點，同學要重視條件和特點，在這個基礎上進行題型鞏固。使用說明-內容說明01目

錄梳理知識體系CONTENTS02解決經(jīng)典問題實例PA

RT

1梳理知識體系DREAMOFTHEFUTURE交變電流的產(chǎn)生和描述大

致

框

架知識點一交變電流、交變電流的圖象知識點二正弦式交變電流的函數(shù)表達式、峰值和有效值交變電流的產(chǎn)生和描述考點一?正弦交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律考點二?交變電流有效值的計算考點考點三?交變電流“四值”的應用交變電流的產(chǎn)生和描述大

致

框

架1.交變電流(1)定義：大小和方向都隨時間做周期性變化的電流。(2)按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流。知識點一交變電流、交變電流的圖象2.正弦交變電流的產(chǎn)生和圖象(1)產(chǎn)生：在勻強磁場里，線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動。(2)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時，其圖象為正弦曲線。如圖甲、乙、丙所示。交變電流的產(chǎn)生和描述大

致

框

架1.周期和頻率(1)周期(T)：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉一周)所需的時間，單位是秒(s)，公式T＝2π/ω。知識點二正弦式交變電流的函數(shù)表達式、峰值和有效值(2)頻率(f)：交變電流在1s內完成周期性變化的次數(shù)。單位是赫茲(Hz)。(3)周期和頻率的關系：T＝1/f或f＝1/T。2.正弦式交變電流的函數(shù)表達式(線圈在中性面位置開始計時)(1)電動勢e隨時間變化的規(guī)律：e＝Emsinωt。(2)負載兩端的電壓u隨時間變化的規(guī)律：u＝Umsinωt。(3)電流i隨時間變化的規(guī)律：i＝Imsinωt。其中ω等于線圈轉動的角速度，Em＝nBSω。交變電流的產(chǎn)生和描述大

致

框

架知識點二正弦式交變電流的函數(shù)表達式、峰值和有效值3.交變電流的瞬時值、峰值、有效值(1)瞬時值：交變電流某一時刻的值，是時間的函數(shù)。(2)峰值：交變電流(電流、電壓或電動勢)所能達到的最大的值，也叫最大值。(3)有效值：跟交變電流的熱效應等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值。對正弦式交變電流，其有效值和峰值的關系為：E＝E

/√2，U＝U

/√2，I＝I

/√2。mm`交變電流的產(chǎn)生和描述大

致

框

架考點一?正弦交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律考點二?交變電流有效值的計算考點2.正弦式交變電流的變化規(guī)律磁通量：Φ＝Φ

cosωt；電動勢：e＝E

sinωt；考點三?交變電流“四值”的應用mm電流：i＝Imsinωt。交變電流的產(chǎn)生和描述大

致

框

架考點一?正弦交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律有效值的計算方法：(1)正弦式交流電的有效值：I＝(Im)/√2，U＝(U

)/√2，E＝(E

)/√2考點二?交變電流有效值的計算考點mm(2)非正弦式交流電的有效值：根據(jù)電流的熱效應進行計算?？键c三?交變電流“四值”的應用交變電流的產(chǎn)生和描述大

致

框

架交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值的比較考點一?正弦交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律考點二?交變電流有效值的計算考點考點三?交變電流“四值”的應用交變電流的產(chǎn)生和描述知識樹原圖PA

RT

2利用知識體系框架來解題DREAMOFTHEFUTURE經(jīng)典例題1如圖所示，面積均為S的單匝線圈繞其對稱軸或中心軸在勻強磁場B中以角速度ω勻速轉動，能產(chǎn)生正弦交變電動勢e＝BSωsinωt的圖是(??)答案解析1答案解析：線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸(軸在線圈所在平面內)勻速轉動，產(chǎn)生的正弦交變電動勢為e＝BSωsinωt，由這一原理可判斷，A圖正確。經(jīng)典例題2通過一阻值R＝100Ω的電阻的交變電流如圖所示，其周期為1s。電阻兩端電壓的有效值為(??)A.12VC.15VB.4√10VD.8√5V答案解析2答案解析：由有效值定義可得（U2/R）×1s＝(0.1A)2×R×0.4s×2＋(0.2A)2×R×0.1s×2，其中R＝100Ω，可得U＝4√10V，故B正確。經(jīng)典例題3如圖所示，閉合的矩形導體線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉動。沿著OO′方向觀察，線圈沿順時針方向轉動。已知勻強磁場的磁感應強度為B，線圈匝數(shù)為n，ab邊的邊長為L

，ad邊的邊長為L

，21線圈電阻為R，轉動的角速度為ω，則當線圈轉至圖示位置時(??)A.線圈中感應電流的方向為abcdaB.線圈中的感應電動勢為2nBL2ωC.穿過線圈的磁通量隨時間的變化率最大D.線圈ab邊所受安培力的大小為n2B2L1L2ω/R答案解析3答案解析：當線圈轉至圖示的位置時，由楞次定律可知，線圈中感應電流的方向為abcda，故選項A正確；穿過線圈的磁通量隨時間的變化率最大，感應電動勢最大，線圈中的感應電動勢為nBL1L2ω，故選項B錯誤，C正確；圖示時刻，ab邊中的電流與磁場方向平行，此時ab不受安培力，故選項D錯誤。經(jīng)典例題4答案解析4PA

RT

3回顧落實DREAMOFTHEFUTURE要點①大小和方向都隨時間做周期性變化的電流為交變電流；②記住交變電流的T、f、峰值、有效值、瞬時值表達式；③有效值的計算是重點，要滿足三個一樣，電阻一樣、時間一樣，產(chǎn)生