第十三章 第68课时 交变电流的产生和描述-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义）

这是一份第十三章 第68课时 交变电流的产生和描述-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义），共11页。PPT课件主要包含了交变电流的产生和描述，描述交变电流的物理量，课时精练等内容，欢迎下载使用。
1.理解正弦式交变电流的产生过程，能正确书写交变电流的函数表达式。2.理解并掌握交变电流图像的意义。3.理解描述交变电流的几个物理量，会计算交变电流的有效值。4.知道交流电“四值”在具体情况下的应用。
考点一　交变电流的产生及变化规律
考点二　描述交变电流的物理量
交变电流的产生及变化规律
1.产生在匀强磁场中线圈绕_______磁场方向的轴匀速转动。
2.交流电产生过程中的两个特殊位置
3.正弦式交变电流的函数表达式及图像(线圈从中性面位置开始计时)
　　　为研究交变电流产生的规律，某研究小组把长60 m导线绕制成N=100匝的矩形闭合线圈，如图所示。现把线圈放到磁感应强度大小B=0.1 T、方向水平向右的匀强磁场中，线圈可以绕其垂直于磁场的对称轴OO'转动。现让线圈从图示位置开始(t=0)以恒定的角速度ω=10π rad/s转动。回答下列问题。
(1)t=0时，线圈位于　 位置(填“中性面”或“与中性面垂直”)。
(2)t=0.05 s时，感应电流　 (填“最大”或“为0”)。
(3)0~0.05 s过程中，穿过线圈的磁通量变化率________(填“逐渐增大”或“逐渐减小”)。 
(4)1 s内电流方向改变　　次。 
(5)当bc=2ab时，线圈从图示位置(平行于磁场方向)开始转动，感应电动势的瞬时值表达式为　　　　　　　。
e=2πcs 10πt (V)
书写交变电流瞬时值表达式的技巧1.确定正弦式交变电流的峰值：根据已知图像读出或由公式Em=NBSω求出相应峰值。2.明确线圈的初始位置：(1)若线圈从中性面位置开始计时，则i-t图像为正弦函数图像，函数表达式为i=Imsin ωt。(2)若线圈从垂直中性面位置开始计时，则i-t图像为余弦函数图像，函数表达式为i=Imcs ωt。
　　　(2025·江苏南京市二模)如图，发电机的矩形线框处在竖直向下的匀强磁场中，绕与磁场垂直的对称轴OO'以角速度ω顺时针匀速转动。取通过电阻R从左向右的电流为正，从图示位置计时，则R中的电流i随时间t变化的图像是
1.描述交变电流的物理量(1)最大值Em=_______，与转轴位置_____，与线圈形状_____(后两个空均选填“有关”或“无关”)。
2.交变电流“四值”的理解和计算
　　　一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO'以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，图中电表均为理想交流电表。(1)判断题图时刻线圈中感应电流的方向。
答案　电流的方向沿adcba　
(2)从图示位置开始计时，线圈转动过程中感应电动势e、外电路电阻R两端电压UR的瞬时值表达式。
(3)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大？
(4)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过R的电荷量是多少？
(5)图中理想电流表和理想电压表的示数各是多少？
(6)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？
　　　一个U形金属线框在两匀强磁场中绕OO'轴以相同的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻R供电，其余电阻均不计，如图甲、乙所示。甲图中OO'
轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场，两图中磁场的磁感应强度相同。
(1)分别画出一个周期甲、乙两种情形下感应电流随时间变化的图像(从图示位置开始计时)。
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1.(来自教材改编)(2025·江苏无锡市调研)下列各情况中，线圈都以角速度ω绕圈中的转动轴匀速转动，不能产生交变电流的是
6.(2024·湖北卷·5)在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡L1的电阻是灯泡L2的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡L1、L2的电功率之比P1∶P2为A.2∶1　　B.1∶1　　C.1∶2　　D.1∶4
7.(2021·江苏卷·12)贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4 000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.20 T，线圈的匝数为100、面积为0.5 m2，电阻为0.6 Ω，若磁体转动的角速度为90 rad/s，线圈中产生的感应电流为50 A。求： (1)线圈中感应电动势的有效值E；
答案　6.4×102 V　
(2)线圈的输出功率P。
答案　3.1×104 W
8.(2024·山东卷·8)如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场(用阴影表示磁场的区域)，边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为
(2)将该脉冲电流通过内阻为r的电动机，已知电动机消耗的电功率为P，不计摩擦及空气阻力，求电动机效率η。