2015高考专题复习《交变电流》
2015高考专题复习《交变电流》
【知识回顾】
一、交变电流产生及变化规律
1、交变电流定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流．
2．正弦交流电的产生和图象
(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．
(2)中性面与峰值面的比较
中性面峰值面
含义线圈平面与磁场方向垂直线圈平面与磁场方向平行
磁通量最大(BS)零
磁通量的变化率0最大
感应电动势0最大(nBSω)
电流方向发生改变方向不变
(3)图象：线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线．
二、对交变电流的“四值”的比较和理解
物理量物理意义适用情况及说明
瞬时值e＝E m sin ωt u＝U m sin ωt
i＝I m sin ωt
计算线圈某时刻的受力情况
峰值(最大值)E m＝nBSωI m＝E m/(R＋r) 讨论电容器的击穿电压
有效值对正(余)弦交流电有：E
＝E m/2U＝U m/2I＝
I m/ 2
(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电
功率、电热等)
(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值
(3)保险丝的熔断电流为有效值
(4)电表的读数为有效值
平均值
E＝BL v
－
E＝n
ΔΦ
Δt
I
－
＝E/(R＋r)
计算通过电路截面的电荷量
【典例分类】
类型一、正弦交变电流的产生及变化规律
例1、关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是()．
A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变
B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次
C．线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零
D．线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大
类型二、正弦交变电流的图像
例2、(2011·天津卷，4)在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，
产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()．
A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零
B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合
C．线框产生的交变电动势有效值为311 V
D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz
类型三、交流电“四值”
例3、如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场
中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′以角速度ω匀速转动，线圈的面积为S、匝数为n、线圈总电
阻为r，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表．在t
＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是()．
A．交流发电机产生的电动势的最大值E m＝BSω
B．交流电压表的示数为
2nRBSω
2(R＋r)
C．线圈从t＝0时刻开始转过90°的过程中，通过电阻的电荷量为
πnBS
22(R＋r)
D．线圈从t＝0时刻开始转过90°的过程中，电阻产生的热量为
2n2ωRB2S2
π(R＋r)
【反馈练习】
1、一个单匝矩形线框的面积为S ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n 转/秒，则( )． A ．线框交变电动势的最大值为n πBS B ．线框交变电动势的有效值为2n πBS
C ．从开始转动经过1
4周期，线框中的平均感应电动势为
2nBS
D ．感应电动势瞬时值为e ＝2n πBS sin 2n πt
2、 如图，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B 的匀强磁场中，以恒定的角速度ω绕ab 边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S ，线圈导线的总电阻为R .t ＝0时刻线圈平面与纸面重合，且cd 边正在向纸面外转动．则( )． A ．线圈中电流t 时刻瞬时值表达式为i ＝BSω
R cos ωt
B ．线圈中电流的有效值为I ＝BSω
R
C ．线圈中电流的有效值为I ＝2BSω
2R
D ．线圈中消耗的电功率为P ＝(BSω)2
2R
3、矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中， 线框输出的交流电压随时间变化的图象如图所示，下列说法中正确的是( )． A ．交流电压的有效值为36 2 V
B ．交流电压的最大值为36 2 V ，频率为0.25 Hz
C ．2 s 末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大
D ．1 s 末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快
4、(2012·广东卷，19)某小型发电机产生的交变电动势为e ＝50 sin 100πt (V)．对此电动势，下列表述正确的有( )． A ．最大值是50 2 V B ．频率是100 Hz C ．有效值是25 2 V D ．周期是0.02 s
5、 如图所示是矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中产生的电压随时间变化的图象，则下列说法
中正确的是( )．
A ．交流电压的有效值为110 V
B ．交流电的频率为0.25 Hz
C ．0.01 s 末线框平面平行于磁场，通过线框的磁通量变化最快
D ．0.02 s 时通过线框的磁通量为零
6、 如图甲所示，将阻值为R ＝5 Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小．对此，下列说法正确的是( )．
A ．电阻R 两端电压变化规律的函数表达式为u ＝2.5sin(200πt ) V
B ．电阻R 消耗的电功率为1.25 W
C ．如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1 A
D ．这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为1
2
7、如图所示为一小型交流发电机模型的矩形线圈在匀强磁场中绕中心轴以较小的角速度转动，并通过两滑环与电刷和电流表相连，在实验中可看到( )． A ．线圈转动一周，电流表指针将左右摆动
B ．线圈平面转到与磁感线相垂直时，电流表的指针偏转最大
C ．线圈平面转到与磁感线平行时，电流表的指针偏转最大
D ．线圈转动时，电流表的指针只向一个方向偏转，不会左右摆动
8、某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流．现在该发电机出现
了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图象是()．
9、某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断()．
A．在A和C时刻线圈处于中性面位置
B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零
C．从A～D线圈转过的角度为2π
D．若从O～D历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次
10、如图所示是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的()．
A．周期是0.01 s
B．最大值是311 V
C．有效值是220 V
D．表达式为u＝220sin 100πt V
11、风力发电机为一种新能源产品，功率为200 W到15 kW，广泛应用于分散住户．若风力发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是()．
A．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大
B．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大
C．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零
D．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零
12、．(2013·福建泉州模拟)如图所示，面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsin ωt的图是()．
13、(2013·福建质检)有一不动的矩形线圈abcd，处于范围足够大的可转动的匀强磁场中．如图所示，该匀强磁场由一对磁极N、S产生，磁极以OO′为轴匀速转动．在t＝0时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极N离开纸面向外转动．规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是()．
14．一小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化关系如图所示．矩形线圈与阻值为10 Ω的电阻构成闭合电路，若不计线圈电阻，下列说法中正确的是()．
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零
B．t2时刻感应电流方向发生变化
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D ．交变电流的有效值为 2 A
15．如图所示，匀强磁场中有一个矩形单匝线圈abcd ，ab 边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K 相连，PQ边始终与金属滑环L相连．金属滑环L、电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联．使矩形线圈以恒定角速度绕过bc、ad中点的轴旋转．下列说法中不正确的是()．A．线圈转动的角速度越大，电流表A的示数越大
B．线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流最大
C．线圈平面与磁场垂直时，流经定值电阻R的电流最大
D．电流表A的示数随时间按余弦规律变化
16．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦
函数关系，如图所示．此线圈与一个R ＝10 Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻．下列说法中正确的是( )． A ．交变电流的周期为0.125 s B ．交变电流的频率为8 Hz C ．交变电流的有效值为 2 A D ．交变电流的最大值为 4 A
17．如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动，沿着OO ′方向观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B ，线圈匝数为n ，ab 边的边长为l 1，ad 边的边长为l 2，线圈的电阻为R ，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时( )．
A ．线圈中感应电流的方向为abcda
B ．线圈中的感应电动势为2nBl 2ω
C ．穿过线圈磁通量随时间的变化率最大
D ．线圈ad 边所受安培力的大小为n 2B 2l 1l 22ω
R
18．如图甲所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda 方向为电流正方向，则( )． A ．乙图中Oa 时间段对应甲图中A 至B 图的过程 B ．乙图中c 时刻对应甲图中的C 图
C ．若乙图中d 等于0.02 s ，则1 s 内电流的方向改变了50次
D ．若乙图中b 等于0.02 s ，则交流电的频率为50 Hz
19．(2012·北京卷，15)一个小型电热器若接在输出电压为10 V 的直流电源上，消耗电功率为P ；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为P
2.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电
压的最大值为( )．
A ．5 V
B ．5 2 V
C ．10 V
D ．10 2 V
一、典型例题答案
例一、CD 本题主要考察交变电流产生及变化规律，重点是中性面与峰值面的比较
例二、B 由图象知，该交变电流电动势峰值为311 V ，交变电动势频率为f ＝50 Hz ，C 、D 错；t ＝0.005时，e ＝311 V ，磁通量变化最快，t ＝0.01 s 时，e ＝0，磁通量最大，线圈处于中性面位置，A 错，B 对．
例三、B 交流发电机产生电动势的最大值E m ＝nBSω，A 错误；因为交流电压表是测量电阻R 两端的电压有效值，所以交流电压表的示数为
2nRBSω
2(R ＋r )
，B 正确；线圈从t ＝0时刻开始转过90°的过
程中，通过电阻的电荷量是按平均值求解，即利用q ＝ΔΦR ＋r ＝BS
R ＋r
，C 错误；线圈从t ＝0时刻开始
转过90°的过程中，电阻产生的热量按有效值计算，即Q ＝??????nBSω2(R ＋r )2R ×14×2πω＝
n 2B 2S 2ωπR
4(R ＋r )2
，D 错误．
二、反馈练习答案
1 BD 2CD 3BC 4CD 5C 6AD 7AC 8B 9D 10BC 11 C 12A 13C 14D
15CD 16C 17CD 18A 19C
高中物理-交变电流教案 (3)
高中物理-交变电流教案 【教材分析】 这一章是《高中物理选修3-2》第五章,讲述的是交变电流知识,它是第四章“电磁感应”知识的具体应用。本章也是《高中物理选修3-1》第二章“恒定电流”内容的进一步扩展。通过这一章的学习使学生了解到,不仅有恒定电流,还有大小和方向都发生变化的交变电流。交变电流与恒定电流有相似的地方,也有自己特殊的规律。 【学情分析】 根据学生认知规律,高中学生的认知特点：对相似知识点的理解不很清楚,容易混淆。对于多变量,多过程,动态变化的问题,学生一时很难统筹全局,在处理此类问题的时候,往往出现顾此失彼的现象。为了帮助学生克服以上困难,本节复习课从学生角度出发,设计很多帮助学生理解知识的解题技巧,提高学生学习效率。 【教学目标】 1、通过引导学生,逐步唤醒学生对交变电流的基本知识的回忆； 2、通过复习,进一步解决学生在新授课时出现的问题： （1）图像题求解的技巧和方法； （2）区别交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的使用方法； （3）变压器的动态变化分析和电能输送中的能量守恒。 【重点难点】 1、区别交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的使用方法； 2、变压器的动态变化分析和电能输送中的能量守恒 【教学进程】 一、交变电流的描述 1、交变电流的特点
学生总结：交流电的图像分布在t 轴两侧,直流电的图像分布在t 轴的同侧。 【课堂预设】 此知识点的形象性很强,学生掌握起来比较容易。通过填写导学案,学生自主回顾这部分知识点即可。 2、交变电流的产生 学生总结：从中性面位置开始,t E e m ωsin =,其中：E m =ωnBS =ωφm n 。 在中性面位置：磁通量 最大 ,感应电动势 0 ,磁通量的变化率 0 ； 在垂直中性面位置：磁通量 0 ,感应电动势 最大 ,磁通量的变化率 最大 。 周期T = 0.25s ,频率f = 4Hz ,角速度ω= 8π rad/s ,磁通 量的最大值Фm = 5/2π wb 。（单匝） 【课堂预设】 两个重要位置：中性面位置和与中性面垂直的位置。这两个位置都有什么样的重要特征？学生对这些知识点可能有些混淆。尤其是处理图像题缺乏章法。通过填写导学案,教师设计巧妙的问题,以课堂提问的方式引导学生思考。 {难点突破}
交变电流同步练习
交变电流 测试题 一、选择题 1、在电能输送过程中，若输送的电功率一定，输电线电阻一定时，则在输电线上损耗的电功率（ ） A 、和输送电线上的电压降的平方成反比； B 、和输送电流的平方成反比； C 、和输送电线上的电压降的平方成正比； D 、和输送电流平方成正比。 2．一个按正弦规律变化的交变电流的 i -t 图象如图所示.根据 图象可以断定 （ ） A ．交变电流的频率 f =0.2 Hz B ．交变电流的有效值I =14.1 A C ．交变电流瞬时值表达式 i =20sin0.02t A D ．在t =8 T 时刻，电流的大小与其有效值相等 3．某交变发电机的感应电动势与时间的关系如图 所示，如果其他条件不变仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值周期将分别变为（ ） A ．400V ，0.02s B ．200V ，0.02s C ．400V ，0.08s D ．200V ，0.08s 4．如图所示的理想变匝器，n 1=1100匝，n 2=60匝，n 3=45匝，电源电压为 220 V.如需要向用电器R 供应3 V 的电压，则 A.a 应接到d ，b 接到c B.a 应接到b C.a 应接到c ，b 接到d D.以上接法都不行 5．如图所示的电路中，当a 、b 端加直流电压时，L 1 灯发光，L 2灯不亮；当加同样电压的交流电源时，L 1灯发光但较暗，L 2 灯发光较亮.那么以下正确的是（ ） A ．A 中接的是电感线圈，B 中接的是电容器 B ．A 中接的是电容器，B 中接的是电感线圈 C ．A 中接的是电阻，B 中接的是电容器 D ．若加的交流电频率增大，电压不变，则L 1灯变更暗，L 2灯变更亮 6．如图所示为一交变电流随时间变化的图象，此交流电的有效值是（ ） A ．102 A B ．10 A C ．72 A D ．7 A
高中物理交变电流专题复习(有答案)
2015届高中物理交变电流专项复习 知识梳理： 一、交变电流 1.交变电流：电流强度的大小和方向 ，这种电流叫交变电流。 2.交变电电流的产生和变化规律 （1）产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈产生的是 交变电流. （2）规律（瞬时值表达式）： ①中性面的特点： ②变化规律：（交变电流瞬时值的表达式） 电动势： 电压： 电流： ③正弦（余弦）交变电流的图象 二、描述交变电流的物理量 1. 交变电流的最大值： （1）交变电流的最大值（m m I E 、）与 无关，但是转动轴应与磁感线 . （2）某些电学元件（电容器、晶体管等）的击穿电压指的是交变电压的最大值. 2.交变电流的有效值： （1）有效值是利用 定义的.（即 ，则直流电的数值就是该交流电的有效值.） （2）正弦交变电流的有效值： （3）通常说的交变电流的电压、电流强度以及交流电表的读数、保险丝的熔断电流的值，都是指交变电流的 值.此外求解交变电流的电热问题时，必须用 值来进行计算. 3.交变电流的周期、频率、角速度： （1）周期T ：交变电流完成一次周期性变化所需的时间. （2）频率f ：1s 内完成周期性变化的次数. （3）角速度ω：1s 内转过的角度.
（4）三者关系： 我国民用交变电流的周期T= s、频率f= Hz、角速度ω= rad/s. 4.交变电流平均值： （1）交变电流图象中图象与t轴所围成的面积与时间的比值叫做交变电流的平均值. （2）平均值是利用来进行计算的，计算时只能用平均值. 三、电感和电容对交流的作用 电感是“通流、阻流、通频、阻频”. 电容是“通流、隔流、通频、阻频”. 四、变压器 1.变压器的构造图： 2.变压器的工作原理： 3. 理想变压器 （1）电压跟匝数的关系： （2）功率关系： （3）电流关系： （4）决定关系： 五、远距离输电 1、示意图：
交变电流同步检测10
第五章 第二节 基 础 夯 实 一、选择题(1～5题为单选题，6题为多选题) 1．在下列四幅交流电的图象中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是导学号 09152235( C ) 解析：我国日常生活所用交流电的峰值为311伏，周期为0.02s ，所以C 项正确。 2．一个照明电灯两端允许加的最大交流电压为311V ，当它接入220V 照明电路上，这个灯将导学号 09152236( D ) A ．灯不亮 B ．灯丝将烧断 C ．只能暗淡发光 D ．能正常发光 解析：电灯的额定电压为U ＝U m 2＝311 2V ＝220V ，当它接入220V 的照明电路上时能正 常发光。 3．(江苏扬州大学附中高二下学期期中)下列说法正确的是导学号 09152237( D ) A ．用交流电压表测量电压时，指针来回摆动 B ．用电器上所标电压值是交流电的最大值 C ．如果交流电的最大值是5A ，则最小值为－5A D ．一周期内交流电的方向改变两次 解析：交流电压表测的是有效值，测交流指针不摆动，选项A 错误，用电器上所标电压值是变流电的有效值，选项B 错误。如果交流电的最大值是5A ，则最小值为0，故选项C 错误。线圈转过中性面，感应电流方向要改变方向，则线圈转一周，感应电流方向改变两次，选项D 正确。 4．(北京四中2018-2019学年高二下学期期中)如图所示交流电的电流有效值为
导学号 09152238( C ) A ．2A B ．3A C ．25A D ．35A 解析：依据电流热效应可知I 21R T 2＋I 22R T 2＝I 2 RT 解得I ＝25A ，故选项C 正确。 5．(河北正定中学2018-2019学年高二下学期期中)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示．产生的交变电动势的图象如图2所示，则导学号 09152239( B ) A ．t ＝0.005s 时线框的磁通量变化率为零 B ．t ＝0.01s 时线框平面与中性面重合 C ．线框产生的交变电动势有效值为311V D ．线框产生的交变电动势频率为100Hz 解析：由e －t 图象知，t ＝0.005 s 时磁通量的变化率最大，A 错；t ＝0.01 s 时的电动势为零，此时磁通量的变化率为零，磁通量最大，线框与中性面重合，B 正确；交变电动势的有效值为E ＝3112 V ，C 错；电动势的频率为f ＝1 T ＝50 Hz ，D 错。 6．甲交变电流的电压随时间变化规律为u 甲＝141sin(100t ＋π 2)V ，乙交变电流的电压随 时间的变化规律为u 乙＝311sin(100t ＋π 6 )V ，比较甲、乙两电流导学号 09152240( CD ) A ．甲的峰值是282V ，乙的峰值是622V B ．甲、乙的周期都是100s C ．甲的频率f 甲等于乙的频率f 乙 D ．甲、乙的相位差不变，是π 3
交变电流
交变电流 教学目标： 1．了解交变电流的产生过程； 2．定性了解交流的变化规律及其图象表示和主要特征物理量； 3．知道交流能通过电容器的原因，了解交流这一特性在电子技术中的应用。 4．初步了解发电机、交变电流的确发明和利用对促进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。 教学重、难点：交流有效值的概念。 教学过程： 引入新课： 19世纪初，蒸汽机改变了自古以来依靠人力、畜力的生产形态。蒸汽动力推动着火车和船队，加快了不同国家、不同民族的物质流通和交流。法拉第电磁感应定律的发现，激励着一批科学家和工程师进机械能转变为电能的探索。他们设想厂房中巨型发电机发出的电也许会比蒸汽动力 新课进行： 1．交流发电机 （1）发电机的构造： 由定子和转子组成。在发电机内固定不动的部分叫定子，能够连 续转动的部分叫转子。 （2）原理：线圈相对于磁场绕垂直于磁场的轴转动产生电流。如图 所示。 磁体转动（磁体是转子），而线圈不动（线圈是定子）的发电机叫 旋转磁极式发电机。 线圈转动（线圈是转子），而磁体不动（磁体是定子）的发电机叫 旋转电枢式发电机。 演示实验：手摇交流发电机 转动摇把，可以看到灯泡被点亮，在转动中，灯泡的亮度 有什么变化？电流表的示数有什么变化？ （3）交变电流：大小、方向随时间做周期性的变化的电流叫交变电流（alternation current），简称交流电(AC)。 只沿一个方向流动的电流叫直流电（direct current，DC）。 2．交流电的变化规律
演示实验：用示波器观察交流电变化的规律。 （1）电网中交流电变化的规律： 电流、电压随时间按正弦函数的规律变化，叫正弦式电流（sinusoidal current）. 正弦式电流在某一时刻的电流、电压可以表示为： i=I m sinωt，u=U m sinωt （2）用函数图象表示: （2）描述交变电流的物理量： ①峰值(peak value)：矩形线圈在匀强 磁场中匀速转动，当线圈与磁感线平行时， 电压达到最大值。 ②交变电流的周期和频率 i)交变电流的周期(period)：交流电完成一次周期性变化所需要的时间为交流电的周期，代表符号是T，单位：秒s； ii)交变电流的频率(frequency：单位时间内完成的周期性变化的次数为交流电的频率，代表符号是f，单位:赫兹，简称赫Hz； iii)交流电的角频率(角速度)：产生交流电的线圈在单位时间内转过的角度为角频率，代表符号是ω，单位：弧度/秒rad/s； 它们之间的关系是：f=1/T，ω=2πf=2π/T 交流电的周期和频率都由线圈转动的周期和频率决定。线圈转一周，交流电完成一次周期性变化。我国市电周期为0.02s，频率为50Hz。 交流电的周期和频率都是描述交流电变化快慢的物理量. ③有效值(effective value)：
物理交变电流知识点
第五章交变电流 一、交变电流的产生 1、原理：电磁感应 2、中性面：线圈平面与磁感线垂直的平面。 3、两个特殊位置的比较 ①线圈平面与中性面重合时（S ⊥B ），磁通量Φ最大， t ??Φ =0，e=0，i=0，感应电流的方向将发生改变。 ②线圈平面平行与磁感线时（S ∥B ），Φ=0， t ??Φ 最大，e 最大，i 最大，电流方向不变。 4、 穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的： 函数 图象 磁通量 电动势 电压 电流 注：对中性面的理解 交流电瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的。若从中性面开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量最大，但线圈两边的运动方向恰与磁场方向平行，不切割磁感线，电动势为零，故其表达式为 ；但若从线圈平面和磁场平行时开始计时， 虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零，但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直，电动势最
大，故其表达式为。 二、对交变电流图像的理解 交变电流的图像包括φ-t、e-t、i-t、u-t等，具体图像见上页，现只研究e-t图像 从图像上可得到信息： 1、线圈平面与中性面平行时为计时平面 2、电流最大值 3、周期T和频率f 4、不同时刻交流电的瞬时值 5、线圈处于中性面和电流最大值对应的时 刻 6、任意时刻线圈的位置和磁场的夹角 周期 完成一次周期性变化所 用的时间 物理意义：表示交变电流变化快慢 的物理量 频率 1s内完成周期性变化的 次数 我国民用交变电流：T=0. 02 s， f=50 Hz， 三、表征交变电流的物理量 1、瞬时值、峰值（最大值）、有效值、平均值的比较 物理量物理含义重要关系适用情况及说明 瞬时值交变电流某一时刻的值 计算线圈某时刻的受力情况或力 矩的瞬时值 最大值最大的瞬时值讨论电容器的击穿电压（耐压值）有效值 跟交变电流的热效应等 效的恒定电流值 对正（余）弦交流电有： ? （1）计算与电流的热效应有关的 量（如功、功率、热量）等 （2）电气设备“铭牌”上所标的 一般是有效值 （3）保险丝的熔断电流为有效值 平均值交变电流图像中图线与计算通过电路截面的电荷量 t n E ? ?Φ = __
交变电流的产生和变化规律
教学内容：交变电流的产生和变化规律 【课前复习】 会做了，学习新课才能有保障 1．方向不随时间而改变的电流叫做________，方向和强弱都不随时间而改变的电流叫做________，方向随时间而改变的电流叫做________． 2．闭合电路的一部分导体切割磁感线时，电路中会产生________． 3．示波器是一种常用的电子仪器，是用来直接观察__________________情况的． 4．数学上正弦函数的表达式为________． 5．部分电路的欧姆定律的表达式为________． 答案：1．直流，恒定电流，交变电流 2．感应电流 3．电信号随时间变化 4．x＝A sinθ U 5．I＝ R 先看书，再来做一做 1．________和________都随时间做________变化的电流叫交变电流，其中按________变化的交流电叫正弦交变电流． 2．矩形线圈在匀强磁场中，绕_____________的轴匀速转动时，线圈中就产生了交变电流． 3．正弦式电流瞬时值的表达式，电流：________；电压：________；电动势：________．4．交流发电机的基本组成部分是________和________．交流发电机分为________和________． 【学习目标】 1．理解交变电流的产生原理，掌握交变电流的变化规律． 2．知道正弦式电流的图象． 3．知道交流发电机的构造和分类． 【基础知识精讲】 课文全解 一、交变电流 1．定义：大小和方向随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流． 说明：方向随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征．如图17－1－1中A、B、C 均为交变电流，而D就不是交变电流，因为D中电流方向不随时间改变． 图17－1－1
高中物理交变电流知识点总结
高中物理交变电流知识点总结 高中物理交变电流知识点 1.电压瞬时值e=Emsinωt 电流瞬时值i=Imsinωt；(ω=2πf) 2.电动势峰值Em=nBSω=2BLv 电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总 3.正(余)弦式交变电流有效值：E=Em/(2)1/2； U=Um/(2)1/2 ；I=Im/(2)1/2 4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系 U1/U2=n1/n2；I1/I2=n2/n2；P入=P出 5.在远距离输电中，采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失:P损&prime；=(P/U)2R；(P损&prime；:输电线上损失的功率，P:输送电能的总功率，U:输送电压，R:输电线电阻)〔见第二册P198〕； 6.公式1、2、3、4中物理量及单位：ω:角频率(rad/s)；t:时间(s)；n:线圈匝数；B:磁感强度(T)； S:线圈的面积(m2)；U:(输出)电压(V)；I:电流强度(A)；P:功率(W)。 注: (1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω线，f电=f线； (2)发电机中，线圈在中性面位置磁通量最大，感应电动势为零，过中性面电流方向就改变；
(3)有效值是根据电流热效应定义的，没有特别说明的交流数值都指有效值； (4)理想变压器的匝数比一定时，输出电压由输入电压决定，输入电流由输出电流决定，输入功率等于输出功率，当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大，即P出决定P入； (5)其它相关内容：正弦交流电图象〔见第二册P190〕/电阻、电感和电容对交变电流的作用〔见第二册P193〕。 7.交变电流的应用 我们常见的电灯、电动机等用的电都是交流电。在实用中，交流电用符号"~"表示。 电流随时间的变化规律，由此看出：正弦交流电三个要素：最大值(峰值)、周期(频率或角频率)和相位(初相位)。交流电所要讨论的基本问题是电路中的电流、电压关系以及功率(或能量)的分配问题。由于交流电具有随时间变化的特点，因此产生了一系列区别于直流电路的特性。在交流电路中使用的元件不仅有电阻，而且有电容元件和电感元件，使用的元件多了，现象和规律就复杂了。但基本遵循安培定律等基本法则。是高中电学的考点和难点。 根据傅里叶级数的原理，周期函数都可以展开为以 正弦函数、余弦函数组成的无穷级数，任何非简谐的交流电也可以分解为一系列简谐正余弦交流电的合成。 频率
2017人教版高中物理选修11第三章第三节《交变电流》同步检测
2017人教版高中物理选修1-1第三章第三节《交变电流》word同步检测 第三节交变电流 题，每小题给出的四个 选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分,选对但不全的得2 分，有选错或不选的得0分，共60分） 1、交变电流就是（） A、矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁 场中匀速转动时产生的电流 B、按正弦规律变化的电流 C、按余弦规律变化的电流 D、大小、方向随时间做周期性变化的电流 2、图3-3-1中表示交变电流的就是（） U U E O —U E 图3-3-2 A、J与S时刻穿过线圈的磁通量为零 图3-3-1 3、关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的就是（） A、线圈平而每经过中性面一次，感应电流方向 就改变一次,感应电动势方向不变 B、线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C、线圈平而每经过中性面一次，感应电动势与 感应电流的方向都要改变一次 D、线圈转动一周，感应电动势与感应电流的方 向都要改变一次 4、一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场并位于线圈平而内的固定轴转动,线圈中的感应 B、。与耳时刻穿过线圈的磁通量变化率为零 C、就是从线圈平而与磁场方向平行的时刻开始计 时的 D、每当感应电动势"变换方；向时，穿过线圈的 磁通量都最大 5、下列说法中正确的就是.（） A、正弦式交变电流在一个周期内电流方向改变 两次 B、交变电流的有效值总就是最大值的，昭音 C、因为有效值表示交流产生的平均效果，所以有 效值与平均值相同 D、若正弦交变电流的最大值就是10 A,则它的 最小值就是-10 A 6、一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的 感应电动势"=如sin 100 n t V,则（） A、交变电流的频率就是100 n Hz B、t =0时，线圈位于中性面 C、交变电流的周期就是0、02 s D、 f =0、05 s时，。有最大值 7、交流发电机在工作时的电动势为"匸仏sin 31 V,若将电枢的转速提高一倍，同时将电枢所羽面积减小一半，其她条件不变，则其电动势变为（） A、= %sin t）2 v B、=捡山 5/2 v C、=空讪如V 建议用时实际用时满分实际得分 90分钟100分 选择题（本题包括怎小电动势随时间『的变化规律如图3-3-2所示, 由 图象可知（） 1 3 I)
高中物理交变电流习题(教师)
交变电流习题 (Ⅰ)基础题 1．交流发电机在工作时产生的电压流表示式为sin m u U tω =，保持其他条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时电压流的变化规律变为（） A．2sin2 m U tωB．4sin2 m U tωC．2sin m U tωD．sin m U tω 2.关于线圈在匀强磁场中转动产生交变电流，以下说法正确的是（） A．线圈每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次 D．线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次 3.如图所示，矩形线圈ACDE放在磁感强度为B的匀强磁场中，线圈以相同的角速度，分别绕MN、PQ、 AC、AE轴线匀速转动，线圈中产生的感应电动势分别为E1、E2、E3、E4， 则下列关系中正确的是（） A．E1=E2，E3=E4B．E1=E2=E3，E4=0 I=5A 5.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，产生的感应电动势为t eπ 100 sin 2 220 = （V），则如下说法中正确的是（） A．此交流电的频率是100Hz B． t=0时线圈平面恰与中性面重合 C．如果发电机的功率足够大，它可使“220V100W”的灯泡正常发光 D．用交流电压表测量的读数为2 220V
6．一个电热器接在10V 的直流电源上，在ts 内产生的焦耳热为Q ，今将该电热器接在一交流电源上，它在2ts 内产生的焦耳热为Q ，则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是（ ） A ．最大值是210V ，有效值是10V B ．最大值是10V ，有效值是25V C ．最大值是25V ，有效值是5V D ．最大值是20V ，有效值是210V 7.如图所示，在匀强磁场中有一个“”形导线框可绕AB 轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B= π 2 5T ，线 框的CD 边长为20cm 、CE 、DF 长均为10cm ，转速为50r/s ，若从图示位置开始计时（1）写出线框中感应电动势的瞬时值表达式。（2）若线框电阻r=3Ω,再将AB 两端接“6V ，12W ”灯泡，小灯泡能否正常 8如图所示n A :n B :n C __________I 09.如图所示,间时,A n 22 :n 3 2
高中物理-交变电流 同步练习 (4)
高中物理-交变电流 同步练习 我夯基 我达标 1.如图5-1-9所示,一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动,线圈中的感应电动势e 随时间t 的变化如图5-1-9所示,下列说法中正确的是（ ） 图5-1-9 A.t 1时刻通过线圈的磁通量为零 B.t 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C.t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D.每当e 变换方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 思路解析：t 1、t 3时刻线圈中的感应电动势e=0,故此时线圈通过中性面,线圈的磁通量为最大,磁通量的变化率为零,故A 、C 选项不正确.t 2时刻e=-E m ,线圈平面与磁感线平行,故B 选项不正确.每当e 变化方向时（中性面时刻）,通过线圈的磁通量的绝对值最大,故D 选项正确. 答案:D 2.将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为l,它在磁感应强度为B 、方向如图5-1-10的匀强磁场中匀速转动,转速为n,导线在a 、b 两处上通过电刷与外电路连接,外电路接有额定功率为P 的小灯泡并正常发光,电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,灯泡的电阻应为（ ） 图5-1-10 A.P nB l 22)2(π B.P nB l 22)(2π C.P nB l 2)(22 D.P nB l 2 2)(
思路解析：P=R 2 ε ,所以R= P nB l P n Bl P Bl P P 222 22 22 max 2 )(2)22() 2() 2 (ππωεε == = = ,所以B 选项正确. 答案:B 3.交流发电机在工作时电动势为e=E m sin2ωt V ,若将发电机的速度提高一倍,同时将电枢所围面积减小一半,其他条件不变,则其电动势变为（ ） A.e ′=E m sin 2 t ω B.e ′=2E m sin 2 t ω C.e ′=E m sin2ωt D.e ′=E m 2sin2ωt 思路解析：交变电压瞬时值表达式为e=E m sin2ωt,而E m =NBS ω,ω=2πn,当ω加倍而S 减半时,E m 不变,应选C 项. 答案:C 4.矩形线圈的匝数为50匝,在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图5-1-11所示.下列结论正确的是( ) 图5-1-11 A.在t=0.1 s 和t=0.3 s 时,电动势最大 B.在t=0.2 s 和t=0.4 s 时,电动势改变方向 C.电动势的最大值是157 V D.在t=0.4 s 时,磁通量变化率最大,其值为3.14 Wb/s 思路解析：从图中可知,在0.1 s 和0.3 s 时刻,穿过线圈的磁通量最大,此时刻磁通量的变化率等于零；0.2 s 和0.4 s 时刻,穿过线圈的磁通量为零,但此时刻磁通量的变化率最大,由此得选项AB 错误.根据电动势的最大值公式：E m =nBS ω,Φm =BS,ω=2π/T,可得： E m =50×0.2×2×3.14/0.4 V=157 V ；磁通量变化率的最大值应为n E m =3.14 Wb/s,故CD 正确. 答案:CD 5.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的正弦交变电流i=I m sin ωt.若保持其他条件不变,使线圈的匝数及转速各增加1倍,则电流的变化规律为i ′=_____________. 思路解析：由电动势的最大值知,最大电动势与角速度成正比,与匝数成正比,所以电动势最大
(完整word版)交变电流知识点总结
第17章:交变电流 一、知识网络 二、重、难点知识归纳 1．交变电流产生 ( 交变电流 产生: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的 描 述 瞬时值: I=I m sin ωt 峰值:I m = nsB ω/R 有效值:2/m I I = 周期和频率的关系:T=1/f 图像：正弦曲线 电感对交变电流的作用：通直流、阻交流，通低频、阻高频 应用 电容对交变电流的作用：通交流、阻直流，通高频、阻低频 变压器 变流比： 电能的输送 原理：电磁感应 变压比：U 1/U 2=n 1/n 2 只有一个副线圈：I 1/I 2=n 2/n 1 有多个副线圈：I 1n 1= I 2n 2= I 3n 3=…… 功率损失：线损R ）U P （P 2= 电压损失：线损R U P U =
（二）、正弦交流的产生及变化规律。 (1)、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。 (2)、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。 (3)、规律：从中性面开始计时，则e=NBS ωsin ωt 。用εm 表示峰值NBS ω则e=εm sin ωt 在纯电阻电路中,电流I=R R e m ε=sin ωt=I m sin ωt ，电压u=U m sin ωt 。 2、表征交变电流大小物理量 (1)瞬时值：对应某一时刻的交流的值 用小写字母x 表示，e i u (2)峰值：即最大的瞬时值。大写字母表示，U m Ｉm εm εm = nsB ω Ｉm =εm / R 注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为εm =NBS ω，即仅由匝数N ，线圈面积S ，磁感强度B 和角速度ω四个量决定。与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。 (3)有效值： a 、意义：描述交流电做功或热效应的物理量 b 、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。 c 、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= 2m ε I=2m I U=2m U 。 注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= 2m ε，U=2 2m m I I U =的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系，但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I m 。
2019-2020学年人教版高中物理 选修1-1 3.3 交变电流 同步练习 (I)卷
2019-2020学年人教版高中物理选修1-1 3.3 交变电流同步练习（I）卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共12题；共29分) 1. （2分） (2017高二下·上饶期中) 如图所示为一正弦交变电流通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是（） A . 这也是一种交变电流 B . 电流的有效值是2A C . 电流的变化周期是0.01s D . 电流通过100Ω的电阻时，1s内产生热量为100J 2. （2分）一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知该交变电流（） A . 周期为0.125s B . 电压的有效值为10 V C . 电压的最大值为20 V D . 电压瞬时值的表达式为u=20sin4πt（V） 3. （2分）三相电源的连接如图所示，电路中的三个交流电压表的示数U1、U2、U3间的关系是（）
A . U1：U2：U3=1：：1 B . U1：U2：U3=1：：1 C . U1：U2：U3=1：2：1 D . U1：U2：U3= ：1： 4. （2分）(2017·黑龙江模拟) 如图甲所示，光滑导轨水平放置在与水平方向夹60度角斜向下的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度B随时间的变化规律如图乙所示（规定斜向下为正方向），导体棒ab垂直导轨放置，除电阻R的阻值外，其余电阻不计，导体棒ab在水平外力作用下始终处于静止状态．规定a→b的方向为电流的正方向，水平向右的方向为外力的正方向，则在0～t时间内，能正确反映流过导体棒ab的电流i和导体棒ab所受水平外力F随时间t变化的图象是（） A . B .
2019年秋人教版高二物理选修3-2：《交变电流的产生和描述》同步练习题卷
交变电流的产生和描述 一、单项选择题 1.(2019·无锡市高三期末)如图1，单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动(按俯视沿逆时针的方向)，某时刻磁感线与线圈平面所成锐角为30°，从此时开始计时，流过边AB 的电流随时间变化的图线是(以A －B －C －D －A 为电流正向)( ) 图1 解析 线圈从图示位置开始转动时，磁通量增加，根据楞次定律，产生的感应电流沿ADCBA 方向，为负方向，线圈逐渐向中性面靠近，磁通量变化率不断减小，即感应电流不断减小，D 正确。 答案 D 2.如图2甲所示，标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20 μF 300 V”的电容器并联到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关。下列判断正确的是( ) 图2 A.t ＝T 2时刻，的示数为零 B.灯泡恰好正常发光 C.电容器不可能被击穿 D.的示数保持110 2 V 不变 解析 的示数应是电压的有效值220 V ，故选项A 、D 错误；电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压，灯泡正常发 光，选项B 正确；电压的峰值U m ＝ 220 2 V≈311 V，大于电容器的额定电压，故有可能被击穿，选项C 错误。 答案 B 3.(2018·全国卷Ⅲ，16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正。该电阻上电压的峰值均为u 0，周期均为T ，如图3所示。则Q 方∶Q 正等于( )
图3 A.1∶ 2 B.2∶1 C.1∶2 D.2∶1 解析 根据焦耳定律知热量与方波中的电流方向的变化无关，故Q 方＝u 20 R T ；而正弦交变电流电压的有效值等于峰值 的 1 2 ，故Q 正＝? ?? ??u 022R T ＝12·u 2 0R T ，所以Q 方Q 正＝2 1 ，D 正确。 答案 D 4.(2019·江苏镇江质检)如图4所示，一半径为L 的导体圆环位于纸面内，O 为圆心。环内两个圆心角为90°且关于O 中心对称的扇形区域内分布有匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B 、方向相反且均与纸面垂面。导体杆 OM 可绕O 转动，M 端通过滑动触点与圆环良好接触，在圆心和圆环间连有电阻R ，不计圆环和导体杆的电阻，当杆OM 以恒定角速度ω逆时针转动时，理想电流表A 的示数为( ) 图4 A.2BL 2 ω 4R B.BL 2ω4R C.2BL 2 ω2R D.BL 2ω2R 解析 OM 切割磁感线产生的电动势E ＝ BL 2ω 2 ，OM 切割磁感线时产生的感应电流I ＝E R ，设电流的有效值为I 有效，则 I 2有效 RT ＝2I 2 R ·14T ，解得I 有效＝2BL 2 ω 4R ，选项A 正确。 答案 A 5.(2018·盐城中学模拟)一台小型发电机的原理示意图如图5甲所示，单匝矩形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。已知发电机线圈内阻为1 Ω，外接有灯泡和电压表，则下列说法正确的是( )
高中物理：交变电流练习题
高中物理：交变电流练习题 1.判断图中哪个是正弦式交变电流( ) 【解析】选D。正弦式交变电流,首先应该是交变电流,C虽然形状符合,但不是交变电流；B虽然是交变电流,但不是正弦式交变电流。 2.如图所示,单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中,中心轴线OO′与磁场边界重合,线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向)匀速转动,t=0时刻线圈平面与磁场方向垂直,规定电流方向沿abcd为正方向,则图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是( ) 【解题指南】解答本题应明确以下两点： (1)产生正弦式交变电流的条件。 (2)线圈转轴的位置对交变电流的影响。 【解析】选B。在0～内,ab一侧的线圈在磁场中绕OO′轴转动产生正弦式交变电 流,电流方向由楞次定律判断为dcba且越来越大。～内,ab一侧线圈在磁场外,而dc一侧线圈又进入磁场产生交变电流,电流方向为dcba且越来越小,以此类推可知
i-t图像正确的为B。 3.(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的交流电动势e=220sin100πtV,则下列判断正确的是( ) A.t=0时,线圈位于中性面位置 B.t=0时,穿过线圈平面的磁通量最大 C.t=0时,线圈的有效切割速度方向垂直磁感线 D.t=0时,线圈中感应电动势达到峰值 【解析】选A、B。因按正弦规律变化,故t=0时线圈位于中性面,A正确；此时穿过线圈的磁通量最大,B正确；t=0时,线圈的有效切割速度方向与磁感线平行,不产生感应电动势,故C、D错误。 4.如图所示,一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动。沿着OO′观察,线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匝数为n,边长为l,电阻为R,转动的角速度为ω。则当线圈转至图示位置时( ) A.线圈中的感应电流的方向为abcda B.线圈中的感应电流为 2 nB R ω l C.穿过线圈的磁通量为B l2 D.穿过线圈的磁通量的变化率为0 【解析】选B。图示位置为垂直于中性面的位置,此时通过线圈的磁通量为零,但磁通 量的变化率最大,感应电流也最大,则I== 2 nB R ω l ,由右手定则可判断出线圈中 感应电流的方向为adcba。 5.如图所示,矩形线圈abcd的匝数为n=50,线圈ab的边长为l1=0.2m,bc的边长为
高二物理选修3-2第五章第1节 交变电流同步练习(人教版)
第五章第1节同步练习 [随堂基础巩固] 1．如图5－1－12所示图象中属于交流电的有() 图5－1－12 2.线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图5－1－ 13所示，由图可知() A．在A、C时刻线圈处于中性面位置 B．在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零图5－1－13 C．从A时刻到D时刻线圈转过的角度为π D．若从O时刻到D时刻经过0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次 3．如图5－1－14甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动。当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交 变电流按照图乙所示的余弦规律变化，则在t＝π 2ω时刻() A．线圈中的电流最大 B．穿过线圈的磁通量为零 C．线圈所受的安培力为零 D．线圈中的电流为零 4．如图5－1－15甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则图5－1－16中正确的是()
图5－1－15 图5－1－16 [课时跟踪训练] (时间30分钟，满分60分) 一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1．如图1所示为演示交变电流的装置图，关于这个实验，正确的说法是() 图1 A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次 B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C．图示位置，ab边的感应电流方向为由a→b D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 2.如图2所示，单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中，中心轴线 OO′与磁场边界重合，线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向) 匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcd为正 方向，则图3中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是() 图2 图3
高中物理交变电流知识点及练习
[ 、 ~ 1．交变电流产生(一 所示（b）、（c）、（为直流其中（a） （二）、正弦交流的产生及变化规律。 (1)、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。 (2)、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切 产生: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的 描 述 瞬时值:I=I m sinωt 峰值:I m= nsBω/R 有效值:2 / m I I= 周期和频率的关系:T=1/f 图像：正弦曲线 ~ 电感对交变电流的作用：通直流、阻交流，通低频、阻高频 应 用 交 变 电 流 电容对交变电流的作用：通交流、阻直流，通高频、阻低频 变 压 器 变流比： 、 电能的输送 原理：电磁感应 变压比：U1/U2=n1/n2 只有一个副线圈：I1/I2=n2/n1 有多个副线圈：I1n1= I2n2= I3n3=…… 功率损失： 线 损 R ） U P （ P2 = 电压损失： 线 损 R U P U= 远距离输电方式：高压输电
割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。 (3)、规律：从中性面开始计时，则e=NBS ωsin ωt 。用εm 表示峰值NBS ω则e=εm sin ωt 在纯电阻电路中,电 流I= R R e m ε= sin ωt=I m sin ωt ，电压u=U m sin ωt 。 2、表征交变电流大小物理量 ： (1)瞬时值：对应某一时刻的交流的值 用小写字母x 表示，e i u (2)峰值：即最大的瞬时值。大写字母表示，U m Ｉm εm εm = nsB ω Ｉm =εm / R 注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时，所产生感应电动势的峰值为εm =NBS ω，即仅由匝数N ，线圈面积S ，磁感强度B 和角速度ω四个量决定。与轴的具体位置，线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。 (3)有效值： a 、意义：描述交流电做功或热效应的物理量 b 、定义：跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。 c 、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= 2m ε I=2 m I U=2m U 。 注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= 2 m ε，U=22m m I I U =的关系，非正弦（或余弦）交流无此关系， 但可按有效值的定义进行推导，如对于正负半周最大值相等的方波电流，其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I m 。 e 、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；交流电流表和交流电压表的读数是有效值。对于交流电 若没有特殊说明的均指有效值。 ( f 、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。 (4)峰值、有效值、平均值在应用上的区别。 峰值是交流变化中的某一瞬时值，对纯电阻电路来说，没有什么应用意义。若对含电容电路，在判断电容 器是否会被击穿时，则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值。 交流的有效值是按热效应来定义的，对于一个确定的交流来说，其有效值是一定的。而平均值是由公式 t n ??Φ =ε确定的，其值大小由某段时间磁通量的变化量来决定，在不同的时间段里是不相同的。如对正弦交流，其正半周或负半周的平均电动势大小
交变电流同步练习
《交变电流》同步练习 ?基础巩固 1．(多选)如下列四幅图所示，属于交变电流的是( ) 解析：图象中正负表示电流方向，A图中电流数值总为正值，表示电流方向不变，是直流电；B图中形状类似正弦图象，但由于电流值总为正，也是直流电；C图中电流强度不随时间变化，但方向随时间作周期性改变，是交变电流；D图中电流大小和方向都随时间作周期性变化，是正弦式交变电流． 答案：CD 2．(单选)关于交变电流与直流电的说法中，正确的是( ) A．如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流 B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变 C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的
D．直流电的方向可以发生周期性变化 解析：交变电流是指大小和方向都随时间做周期变化的电流．而方向不随时间变化叫直流电，所以A、C、D错，B正确．答案：B 3．(单选)下列说法正确的是( ) A．正弦式交变电流在一个周期内电流方向改变两次 B．交变电流的有效值总是最大值的1 2倍 C．因为有效值表示交流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同 D．若正弦式交变电流的最大值是10 A，则它的最小值是－10 A 解析：线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次，在一个周期内线圈平面有两次经过中性面．对于正弦式交变电流有效值是最大值的1/2倍，对其他的交变电流不一定有这样的关系．交变电流的有效值是从电流做功角度定义的，它与电流的平均值本质不同，从i－t图象也可看出，正弦交变电流不随时间做线性变化，故有效值和平均值不同．若正弦式交变电流最大值为10 A，最小值应为0 A，－10 A表示电流反向最大．
答案：A 4．(单选)一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4π rad/s匀速转动，产生的交变电动势的图象如下图所示，则( ) A ．交变电流的频率是4π Hz B ．当t ＝0时，线圈平面与磁感线平行 C ．当t ＝0.5 s 时，e 有最大值 D ．交变电流的周期是0.5 s 解析：由于线圈转动的角速度题中已给出，所以线圈的转动频率可以由公式直接求出，线圈的频率和交变电流的频率是相同 的，ω＝4π rad/s，而ω＝2πf ，故f ＝2 Hz ，T ＝1f ＝0.5 s ．由 图象可看出：t ＝0时e ＝0，线圈位于中性面，即线圈平面跟磁感线垂直，t ＝0.5 s 时ωt ＝2π，e ＝0. 答案：D 5．(单选)电阻R 1、R 2与交流电源按照下图中方式连接，R 1＝10 Ω，R 2＝20 Ω.合上开关S 后，通过电阻R 2的正弦交变电流