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

1、PAGE 6 - 溫馨提示： 此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。第十一章交變電流傳感器第1講交變電流的產(chǎn)生和描述必備知識一、交變電流、交變電流的圖象1.交變電流:大小和方向隨時間做周期性變化的電流。最常見的交變電流是正弦式交變電流。2.正弦交流電的產(chǎn)生和圖象:(1)產(chǎn)生:如圖所示,在勻強磁場中,線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時,可產(chǎn)生正弦式交變電流。(2)中性面及其特點。定義:與磁場方向垂直的平面。特點:a.線圈位于中性面時,穿過線圈的磁通量最大,磁通量的變化率為零,感應(yīng)電動勢為零。b.線圈轉(zhuǎn)動一周,兩次經(jīng)過中性面

2、,線圈每經(jīng)過中性面一次,電流方向就改變一次。(3)圖象:用以描述交流電隨時間變化的規(guī)律。線圈從中性面位置開始計時,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)動一周)所需要的時間,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:交變電流的電流或電壓所能達到的最大值。(3)有效值。定義:讓交流和直流通過相同阻值的電阻,如果它們在相同的時間內(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間的比值。如圖所示是某交變電流的電壓隨時間的變化關(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時的瞬時值是2202 V,0.007 5 s時的瞬時值是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)過中性面時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大。()(4)在一個周期內(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,此時穿過線圈的磁通量最大,而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最小,為零。(4)。線圈經(jīng)過中性面時方向改變一次,而一個周期內(nèi)線圈兩次經(jīng)過中性面。(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磁場中繞虛線所示的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動,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方向內(nèi)繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動,線圈中能產(chǎn)生正弦式交變電流,因此B選項能產(chǎn)生;D選項,雖然只有一半磁場,仍能產(chǎn)生正弦式交流電;當矩形變成三角形線圈時,仍能產(chǎn)生正弦式交流電,故A能產(chǎn)生;由題意可知,C選項中矩形線圈雖然轉(zhuǎn)動,但穿過線圈的磁通量不變,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,一個矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動軸與磁場方向垂直,產(chǎn)生交變電動勢瞬時值的表達式為e=30sin100t。下列說法正確的是()A.線圈平面與磁場垂直時,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大B.線圈平面與磁場平行時,磁通量變化最快C.線圈產(chǎn)生交變電動勢的有效值為30 VD.線圈產(chǎn)生交變

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