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1、第1讲讲交变电变电 流的产产生和描述 考点 1正弦交变电变电 流的变变化规规律 1交变电流 (1)和都随时间做周期性变化的电流，叫做交变 电流. 大小方向 (2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流，产生于匀强 磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，线圈每转 动一周，感应电流的方向改变次两 3.对中性面的理解 (1)中性面是与磁场方向的平面，是假想的参考面 (2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量， 而磁通量的变化率为 ，产生的感应电动势为 (3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为， 但磁通量的变化率，产生的感应电动势 (4)线圈每经过中性面一次电流方向就改变一次，
2、线圈转动 一周，两次经过中性面，所以电流的方向改变两次 垂直 最大 零零 零 最大 最大 2正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时) 4确定交变电流瞬时值表达式的基本思路 (1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式 Em nBS求出相应峰值 (2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式 如：线圈从中性面开始转动，则 it 图象为正弦函数图 象，函数式为 iImsin t. 线圈从垂直中性面开始转动，则 it 图象为余弦函数图 象，函数式为 iImcos t. 如图图1011(a) ，线线圈ab、cd绕绕在同一软铁软铁 芯上，在ab线线圈 中通以变变化的电电流，用示波器测测得线
3、线圈cd间电压间电压 如图图(b)所 示，已知线线圈内部的磁场场与流经线经线 圈的电电流成正比，则则下 列描述线线圈ab中电电流随时间变时间变 化关系的图图中，可能正确的 是( ) 有一不动动的矩形线线圈abcd，处处于范围围足够够大的可转动转动 的匀 强磁场场中，如图图1013 所示。该该匀强磁场场是由一对对磁极N、S 产产生，磁极以OO为轴为轴 匀速转动转动 。在t0时时刻，磁场场的方 向与线线圈平行，磁极N开始离开纸纸面向外转动转动 ，规规定由 abcda方向的感应电应电 流为为正，则则能反映线线圈中感应应 电电流I随时间时间 t变变化的图线图线 是( ) 2.(多选选)(2015广东名
4、校质检)如图图1015 所示为为交流发电发电 机 示意图图，线线圈的AB边连边连 在金属滑环环K上，CD边连边连 在滑环环L上 ，导导体制作的两个电电刷E、F分别压别压 在两个滑环环上，线线圈在转转 动时动时 可以通过过滑环环和电电刷保持与外电电路的连连接。关于其工作 原理，下列分析正确的是( ) A当线线圈平面转转到中性面的瞬间间，穿过线过线 圈的磁通量最大 B当线线圈平面转转到中性面的瞬间间，线线圈中的感应电应电 流最大 C当线线圈平面转转到跟中性面垂直的瞬间间，穿过线过线 圈的磁通量最小 D当线线圈平面转转到跟中性面垂直的瞬间间，线线圈中的感应电应电 流最 小 3(2015连云港摸底)如
5、图图1016 甲所示为为一台小型发电发电 机的 示意图图，单单匝线线圈逆时针转动时针转动 。若从中性面开始计时计时 ，产产生 的电动势电动势 随时间时间 的变变化规规律如图图乙所示。已知发电发电 机线线圈内 阻为为1.0 ，外接灯泡的电电阻为为9.0 。求： (1)写出流经经灯泡的瞬时电时电 流的表达式； (2)转动过转动过 程中穿过线过线 圈的最大磁通量； (3)线线圈匀速转动转动 一周的过过程中，外力所做的功。 考点 2对交变电 流的“四值”的比较和理解 1交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值的比较 2.对交变电流有效值的理解 交变电流的有效值是根据电流的热效应进行定义的，所以 进行有效
6、值计算时，要紧扣电流通过电阻生热进行计算注意 “三同”：即“相同电阻”，“相同时间”内产生“相同热 量”计算时“相同时间”要取周期的整数倍，一般取一个周 期 注意：在交流电路中，电压表、电流表等电工仪表的示数 均为交变电流的有效值在没有具体说明的情况下，所给出的 交变电流的电压、电流指的是有效值 变变式1 把图图像下半部分翻到t轴轴的上面 正弦交流电电是由闭闭合线线圈在匀强磁场场中匀速转动产转动产 生的。 线线圈中感应电动势应电动势 随时间变时间变 化的规规律如图图1018 所示，则则此 感应电动势应电动势 的有效值为值为 _ V。 变变式2 上下波形的最大值值不一致 电压电压 u随时间时间
7、t的变变化情况如图图1019 所示，求电压电压 的有效值值？ 变变式3 把波形的后半周期去掉 家用电电子调调光灯的调调光功能是用电电子线线路将输输入的正弦交流 电压电压 的波形截去一部分来实现实现 的，由截去部分的多少来调节调节 电压电压 ，从而实现实现 灯光的可调调，比过过去用变压变压 器调压调压 方便且体 积积小。某电电子调调光灯经调经调 整后电压电压 波形如图图10110 所示，求 灯泡两端的电压电压 的有效值值。 C 5(单选单选 )正弦交变电源与电阻 R、交流电压表按照图 111 3 甲所示的方式连接，R10 ，交流电压表的示数是 10 V ) 图乙是交变电源输出电压 u 随时间 t
8、 变化的图象则( 图 1113 A 【例 1】(双选选)(2010 年广东东卷)图 1114 是某种正弦式交 )BC变电压的波形图，由图可确定该电压的( 图 1114 A周期是 0.01 s C有效值是 220 V B最大值是 311 V D表达式为 U220sin 100t(V) 热热点 交变电变电 流及图图象 解析：由图可知该交流电的周期是 0.02 s，A 错；最大值是 311 V，B 正确；有效值为 220 V，C 正确；表达式为 U311cos 100t(V)，D 错 弄清图图象与瞬时时表达式的关系是处处理图图象问题问题 的 要点此外，由图图象直接可以看出周期与峰值值要注意交变电动变
9、电动 势势、电电流实际实际 上还还是由电电磁感应产应产 生的，取决于磁通量的变变化 率，因此，与磁通量、磁感应应强度的图图象是互余的关系用交 变电变电 流的图图象能够较够较 全面的考查查描述交变电变电 流和各物理量，还还 可以结结合交变电变电 流的产产生、变压变压 器、电电阻定律等命题题，因此倍 受命题专题专 家的青睐睐遇到此类问题类问题 ，考生应应尽量先写出交变电变电 流的表达式，然后才进进一步作答 1(单选)(2009 年佛山模拟)电阻为 1 的矩形线圈绕垂直 于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随 时间变化的图象如图 1115 所示现把交流电加在电阻为9 的电热丝上，下列判断正确的是()D A线圈转动的角速度100 rad/s B在t0.01 s时刻，穿过线圈的磁通量最大 图 1115 1(单选单选 )如图 1117 所示，甲和乙为电流最大值相等的 方波交流电流和正弦交流电流图象，则这两个电热器的电功率 之比 P 甲P 乙为( ) 图 1117 A
