2025版高考物理一轮总复习知识梳理&易错辨析教案第13章交变电流电磁振荡和电磁波传感器第31讲交变电流的产生及描述

这是一份2025版高考物理一轮总复习知识梳理&易错辨析教案第13章交变电流电磁振荡和电磁波传感器第31讲交变电流的产生及描述，共3页。教案主要包含了交变电流，正弦式交变电流的产生和变化规律，描述交变电流的物理量等内容，欢迎下载使用。

一、交变电流
1．定义：大小和方向都随时间做 周期性变化 的电流叫作交变电流。
2．图像：如图所示，
图 甲、乙、丙、丁 所示电流都属于交变电流，图 戊 所示电流属于恒定电流。
二、正弦式交变电流的产生和变化规律
1．产生：如图所示，在匀强磁场里，线圈绕 垂直 磁场方向的轴匀速转动时，可产生正弦式交变电流。
注意：交变电流的种类有很多，但同时具备这三个条件才会产生正弦式交变电流：匀强磁场；线圈转轴和磁场垂直；匀速转动。
2．中性面及其特点
(1)定义：与磁场方向 垂直 的平面。
(2)特点
①线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量 最大 ，磁通量的变化率为 零 ，感应电动势为 零 。
②线圈转动一周， 2次 经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次。
3．图像：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图像为 正弦 曲线，如图所示。
4．变化规律(线圈从中性面位置开始计时)
(1)电动势e随时间变化的规律：
e＝Emsin ωt 。
(2)电压u随时间变化的规律：
u＝Umsin ωt 。
(3)电流i随时间变化的规律：i＝Imsin ωt 。
其中ω是线圈转动的 角速度 ，Em＝nBSω 。
三、描述交变电流的物理量
1．周期和频率
(1)周期(T)：交变电流完成 一次周期性 变化，即线圈 转一周 所需要的时间，单位是 秒(s) ，公式T＝eq \f(2π,ω) 。
(2)频率(f)：交变电流在 1 s内完成周期性变化 的次数，单位是 赫兹(Hz) 。
(3)周期和频率的关系：T＝eq \f(1,f) 或f＝eq \f(1,T) 。
2．交变电流的“四值”
(1)瞬时值：交变电流 某一时刻 的值，是时间的函数。
(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的 最大值 。
(3)有效值：让交变电流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果它们在交变电流的一个周期内 产生的热量 相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有效值。
(4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系
I＝eq \f(Im,\r(2)) ，U＝eq \f(Um,\r(2)) ，E＝eq \f(Em,\r(2)) 。
(5)平均值：交变电流图像中波形与横轴所围面积跟时间的比值，其数值可以用eq \x\t(E)＝neq \f(ΔΦ,Δt) 计算。
1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦式交变电流。( × )
2．线圈在磁场中转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时，产生的感应电动势也最大。( × )
3．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动经过中性面时，线圈中的感应电动势为零，电流方向发生改变。( √ )
4．交流电气设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值。( √ )
5．交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值。( × )
6．交变电流的峰值总是有效值的eq \r(2)倍。( × )