第一講　交變電流的產(chǎn)生與描述

第十一章|交變電流變壓器第一講交變電流的產(chǎn)生與描述綱舉目張·主干系統(tǒng)[微點(diǎn)判斷](1)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生正弦式交變電流。

(

)(2)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中穿過線圈的磁通量最大時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也最大。

(

)(3)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過中性面時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，電流方向發(fā)生改變。

(

)(4)交流電氣設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值是交變電流的有效值。

(

)(5)交流電壓表和電流表測(cè)量的是交流電的峰值。

(

)××√√×關(guān)鍵知能·逐點(diǎn)清障提能點(diǎn)(一)交變電流的產(chǎn)生和描述[題點(diǎn)自主盤查]

中性面與峰值面1．(2021·北京朝陽區(qū)模擬)如圖所示，甲→乙→丙→丁→甲過程是交流發(fā)電機(jī)發(fā)電的示意圖，線圈的ab邊連在金屬滑環(huán)K上，cd邊連在金屬滑環(huán)L上，用導(dǎo)體制成的兩個(gè)電刷分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路連接。已知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中電路中的最大電流為Im。下列說法正確的是

(

)A．在圖甲位置時(shí)，線圈中的磁通量最大，感應(yīng)電流為零B．從圖乙位置開始計(jì)時(shí)，線圈中電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為i＝ImsinωtC．在圖丙位置時(shí)，線圈中的磁通量最大，磁通量的變化率也最大D．在圖丁位置時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，cd邊電流方向?yàn)閏→d解析：圖中甲、丙位置為中性面，圖乙、丁位置為峰值面，結(jié)合所學(xué)知識(shí)易知A正確，C錯(cuò)誤；從圖乙位置開始計(jì)時(shí)，線圈中電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為i＝Imcosωt，B錯(cuò)誤；在圖丁位置時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，cd邊電流方向?yàn)閐→c，D錯(cuò)誤。答案：A

交變電流的產(chǎn)生2.

(2023·銀川調(diào)研)(多選)某閉合金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示規(guī)律變化。已知線圈匝數(shù)為100，總電阻為1Ω，π2取10。則下列說法正確的是

(

)A．t＝0時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零B．t＝1s時(shí)，線圈中的電流改變方向C．t＝3s時(shí)，線圈平面垂直于磁感線D．4s內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的焦耳熱為125J答案：AD答案：C[知能自主落實(shí)]1．正弦式交變電流產(chǎn)生過程中的兩個(gè)特殊位置2．正弦式交變電流的變化規(guī)律3．產(chǎn)生正弦式交變電流的五種方式(1)線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)線圈不動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。(3)導(dǎo)體棒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做簡諧運(yùn)動(dòng)。(4)線圈不動(dòng)，磁場(chǎng)按正弦規(guī)律變化。(5)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中導(dǎo)體棒的長度與時(shí)間成正弦規(guī)律變化。提能點(diǎn)(二)有效值的理解和計(jì)算1．有效值的規(guī)定交變電流、恒定電流I直分別通過同一電阻R，在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)和相同時(shí)間內(nèi)恒定電流產(chǎn)生的焦耳熱分別為Q交、Q直，若Q交＝Q直，則交變電流的有效值I＝I直(電壓有效值也可以這樣算)。2．對(duì)有效值的理解(1)交流電流表、交流電壓表的示數(shù)是指有效值；(2)用電器銘牌上標(biāo)的值(如額定電壓、額定功率等)指的均是有效值；(3)計(jì)算熱量、電功率及保險(xiǎn)絲的熔斷電流用的是有效值；(4)通常沒有特別加以說明的，一般指有效值。[答案]

D[針對(duì)訓(xùn)練]

熱效應(yīng)法1．(2023·林芝質(zhì)檢)家用電子調(diào)光燈的調(diào)光功能是用電子線路將輸入的正弦交流電壓的波形截去一部分來實(shí)現(xiàn)的，截去部分后通過調(diào)光燈的電流隨時(shí)間的變化如圖所示，則下列說法正確的是

(

)A．這也是一種交流電B．電流的變化周期是0.01sC．電流的有效值是1AD．電流通過100Ω的電阻時(shí)，1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為200J答案：C答案：B

含有二極管的電路中有效值的計(jì)算3.

某研究小組成員設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的電路，已知純電阻R的阻值不隨溫度變化。與R并聯(lián)的是一個(gè)理想的交流電壓表，D是理想二極管(它的導(dǎo)電特點(diǎn)是正向電阻為零，反向電阻為無窮大)。在A、B間加一交流電壓，其瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝20sin100πt(V)，則交流電壓表的示數(shù)為

(

)A．10.0V B．20.0VC．15.0V D．14.1V答案：D答案：B2．(多選)如圖甲所示，標(biāo)有“220V

40W”的燈泡和標(biāo)有“20μF

320V”的電容器并聯(lián)接到交流電源上，V為交流電壓表，交流電源的輸出電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，閉合開關(guān)S。下列判斷正確的是

(

)答案：B3．(2021·浙江1月選考)(多選)發(fā)電機(jī)的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定角速度繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其它電阻不計(jì)，圖乙中的Um為已知量。則金屬框轉(zhuǎn)動(dòng)一周

(

)答案：BD

4．(2023·內(nèi)江模擬)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)100匝的矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈外接定值電阻和理想交流電流表，如圖甲所示。穿過該線圈的磁通量按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示。已知線圈