2022届高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第1讲交变电流的产生和描述课件新人教版

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【知识再现】一、交变电流、交变电流的图象1.交变电流：电流的_____和_____都随时间做周期性的变化，这种电流叫交变电流，简称交流电。如图为几种交变电流的电流随时间变化的图象。
2.正弦交流电的产生和图象：(1)产生：在匀强磁场中，线圈绕___________方向的轴_____转动时，可产生正弦式交变电流。其图象为正弦曲线。(2)中性面及其特点。①定义：与磁场方向垂直的平面。②特点：a.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。b.线圈转动一周，两次经过_______，线圈每经过中性面一次，电流方向就改变___次。(3)图象：用以描述交流电随时间变化的规律。
【情境转换】从图中位置开始闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是哪个？提示：A和B、D闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，能产生正弦式交流电。C项的轴与磁感线平行，不产生交流电，故应选C。
二、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(线圈转动一周)所需要的时间，单位是秒(s)。公式T= 。(2)频率f：交变电流在_____________________的次数，单位是_____(Hz)。(3)周期和频率的关系：T= 或f= 。
2.正弦交变电流的四值：(1)瞬时值：交变电流某一_____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_______。(3)有效值：①定义：让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的_____相等，就把这一直流电的数值叫作这一交流电的_______。②有效值和峰值的关系：E= ，U= ，I= 。(4)平均值：交变电流图象中波形与横轴_________跟时间的比值。
【小题快练】1.判一判(1)交变电流的主要特征是电流的方向随时间周期性变化。(　　)(2)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动经过中性面时，线圈中的感应电动势为零，电流的方向发生改变。 (　　)(3)在一个周期内，正弦交流电的方向改变两次。 (　　)(4)最大值和有效值之间的 倍关系只适用于正弦(余弦)交流电。(　　)(5)交流电压表及交流电流表的读数均为峰值。 (　　)(6)可以用平均值计算交变电流产生的热量。 (　　)提示：(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×
2.练一练(1)如图所示，一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转动轴与磁场方向垂直，产生交变电动势瞬时值的表达式为e=220sin50πt。下列说法正确的是(　　)A.线圈平面与磁场垂直时，产生的感应电动势最大B.线圈平面与磁场平行时，磁通量变化最快C.线圈产生交变电动势的有效值为220 VD.线圈产生交变电动势的周期为0.02 s
【解析】选B。线圈平面与磁场垂直时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零，选项A错误；线圈平面与磁场平行时，磁通量为零，此时磁通量变化最快，选项B正确；线圈产生交变电动势的最大值为220 V，选项C错误；线圈产生交变电动势的周期为T= =0.04 s，选项D错误。故选B。
(2)匀强磁场中有一长方形闭合导线框，分别以相同的角速度绕图a、b、c、d所示的固定转轴旋转，用Ia、Ib、Ic、Id表示四种情况下线框中电流的有效值，则(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.Ia>Ic B.Ia>Ib C.Ib>Id D.Ia=Id
【解析】选D。线框绕垂直匀强磁场的轴匀速转动，产生的电动势与转轴位置无关，则四种情况下线框中电流的有效值相等，即Ia=Ib=Ic=Id，故D正确。
【剥茧抽丝】——提升演绎推理能力(1)计算一周期内产生的热量要用交流电的有效值还是最大值？_______。(2)方波交流电在前半周期内的电压是u0，后半周期的电压为u0，则方波交流电的有效值是多少？ 。(3)正弦交流电的有效值与最大值的关系是 。(4)计算热量的公式是 。