[原创]2017年《南方新高考·高考总复习》物理 专题十 第1讲 交变电流的产生和描述[配套课件]
【精准解析】新高考物理：第11章 第1讲 交变电流的产生和描述
-5-
为 r＝0.1 m、匝数 n＝20 的线圈位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方
向均匀分布(其右视图如图乙所示)，线圈所在位置的磁感应强度的大小均为 B＝
0.20 π
T，线圈电阻为 R1＝0.5 Ω，它的引出线接有 R2＝9.5 Ω的小电珠 L，外力推动
线圈框架的 P 端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度 v 随时间 t 变化的规律
7．如图所示，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直。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( )
2π
-2-
压最大值为 Um＝110 2 V。电压表读数等于电压的有效值，为 U＝Um＝110 V，故 2
A 错误；一个周期内电流方向改变 2 次，故 1 s 内改变的次数为 60×2＝120 次，B 错误；当 t＝0.1 s 时 u＝0，C 错误；将该电压加在 110 Ω的电阻两端，该电阻消耗 的功率为 P＝U2＝110 W，故 D 正确。
广州拉开帷幕，家电展上有些国家家用电器的额定电压和我国是不同的，例如美
国 家 用 电 器 不 能 直 接 接 到 220 V 的 照 明 电 路 上 ， 可 以 接 到 交 变 电 压 是 u ＝
110 2sin120πt(V)的电源上使用，交变电压是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产ຫໍສະໝຸດ 生的，下列说法正确的是( )
A. 2BL2ω 4R
C. 2BL2ω 2R
高考物理总复习第十四单元交变电流第1讲交变电流的产生和描述教师用书含解析
高考物理总复习第十四单元交变电流第1讲交变电流的产生和描述教师用书含解析第1讲交变电流的产生和描述《交变电流》一章是电磁感应内容的延续,从近几年命题看,高考对本章内容的考查频率一般,主要体现在“三突出”:一是突出考查交变电流的产生过程;二是突出考查交变电流的图象和交变电流的“四值”;三是突出考查变压器及远距离输电。
整体考查难度不大,多以选择题的形式出现。
预计2020年高考对本专题内容的考查仍将通过交变电流的图象考查交变电流的四值、变压器等问题,可能加强对实际问题处理能力的考查,以分值为6分的选择题为主。
第1讲交变电流的产生和描述1 正弦式交变电流的产生及变化规律(1)交变电流的产生①交变电流:电流的大小和方向都做周期性的变化,这种电流叫交变电流,简称交流。
下图为几种交变电流的电流随时间变化的图象。
②正弦式交变电流产生原理:将闭合线圈置于匀强磁场中,并绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动,线圈中将产生按正弦规律变化的交变电流。
注意:正弦式交变电流的变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关。
③正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置。
图示概念中性面位置与中性面垂直的位置特点 B ⊥S B ∥S Φ=BS ,最大Φ=0,最小e=n ΔΦΔt =0,最小e=n ΔΦΔt =nBSω,最大感应电流为零,方向改变 感应电流最大,方向不变(2)正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)规律 物理量函数表达式图象磁通量Φ=Φm cos ωt=BS cos ωt注意:Φ与线圈匝数无关电动势e=E m sin ωt=nBSωsinωt电压u=U m sinωt=REΔR +rsin ωt电流i=I m sinωt=EΔR +rsin ωt宜昌质检)关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是( )。
A.线圈平面每经过中性面一次,感应电流的方向就改变一次,感应电动势的方向不变B.线圈每转动一周,感应电流的方向改变一次C.线圈平面每经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都改变一次D.线圈每转动一周,感应电动势和感应电流的方向都改变一次【答案】C福州质检)如图所示是某发电机的结构示意图,其中N 、S 是永磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状。
2017年高考物理一轮复习精品资料专题10.1交变电流的产生和描述(教学案)Word版含解析
1．交变电流、交变电流的图象 2．正弦交变电流的函数表达式，峰值和有效值
一、交变电流、交变电流的图象 1．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。 (2)图象：如图(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流。其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，如图(a)所示。
2．正弦交变电流的产生和图象 (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)图象：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，其图象为正弦曲线。如图(e)、(f)所示。
二、正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1．周期和频率 (1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公
式T＝2πω。 (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＝1f或f＝1T。 2．正弦式交变电流的函数表达式(线圈在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)负载两端的电压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等于线圈转动的角速度，Em＝nBSω。 3．交变电流的瞬时值、峰值、有效值 (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(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值。 (3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值。对正弦交
流电，其有效值和峰值的关系为：E＝Em2，U＝Um2，I＝Im2。
高频考点一 交变电流的产生及变化规律 例1．如图4所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( )
图4 A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流 B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势 C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→d→a D．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力 答案 A
高考物理总复习 11 第1讲 交变电流的产生和描述教案 新人教版-新人教版高三全册物理教案
第1讲 交变电流的产生和描述一、交变电流、交变电流的图象 1．交变电流 (1)定义大小和方向随时间做周期性变化的电流。
(2)图象如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流。
2．正弦交流电的产生和图象(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动。
(2)图象：如图甲、乙所示。
二、正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1．周期和频率(1)周期T ：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)。
公式：T ＝2πω。
(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 ＝1f 或f ＝1T。
2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 (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①定义：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。
②正弦交流电有效值和峰值的关系：E＝E m2，U＝U m2，I＝I m2。
(4)平均值：交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值。
(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
)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．线圈经过中性面位置时产生的感应电动势最大。
(×)3．我国使用的交流电周期是0.02 s，电流方向每秒钟改变100次。
(√)4．任何交变电流的最大值I m与有效值I之间的关系是I m＝2I。
(×)5．交流电压表及电流表的读数均为峰值。
(×)1．(交变电流的产生)如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则下列说法正确的是( )A．乙图中0～t1时间段对应甲图中①至②图的过程B．乙图中t3时刻对应甲图中的③图C．若乙图中t4等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变50次D．若乙图中t2等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz答案 A2.(交变电流的瞬时值表达式)如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线OO ′与磁感线垂直。
2017年高考物理一轮复习专题44交变电流的产生及描述(讲)(含解析)
专题44 交变电流的产生及描述（讲）1．交变电流的产生及其各物理量的变化规律，应用交流电的图象解决问题．2．利用有效值的定义，对交变电流的有效值进行计算．3．理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率之间的关系应用，变压器动态变化的分析方法．4．远距离输电的原理和相关计算．5．传感器的简单使用，能够解决与科技、社会紧密结合的问题．6．高考对本章知识的考查主要体现在“三突出”：①突出考查交变电流的产生过程；②突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；③突出考查变压器，对变压器的原理理解的同时，还要掌握变压器的静态计算和动态分析，远距离输电也要重视。
对本专题知识点高考每年必考．命题频率较高的知识点有交变电流的变化规律（包括图象）、最大值与有效值等，以选择题的形式出现。
变压器的原理，电压比、电流比及功率关系是考查的重点；将本章知识与电磁感应等结合的力、电综合题，或考查与本章知识有关的实际应用。
1．能掌握交变电流的产生和描述，会写出交变电流的瞬时值表达式．2．能认识交变电流的图象和进行有效值、最大值的计算．一、交变电流的产生和变化规律1．交变电流大小和方向都随时间做周期性变化的电流．如图（a）、（b）、（c）、（d）所示都属于交变电流．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图（a）所示．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）图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦函数曲线．二、正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1．周期和频率（1）周期（T ）：交变电流完成一次周期性变化（线圈转一周）所需的时间，单位是秒（s ），公式ωπ2=T ．（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：fT 1=2．正弦式交变电流的函数表达式（线圈在中性面位置开始计时） （1）电动势e 随时间变化的规律：e ＝E m s i n_ωt ． （2）负载两端的电压u 随时间变化的规律：u ＝U m s i n_ωt ．（3）电流i 随时间变化的规律：i ＝I m s i n_ωt ．其中ω等于线圈转动的角速度，E m ＝nBS ω． 3．交变电流的瞬时值、峰值、有效值（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，也叫最大值．（3）有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为：2m E E =、2m U U =、2m I I =．（4）平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值．考点一 交变电流的变化规律1．正弦式交变电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时）2（1）线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，t∆∆Φ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变．（2）线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，t∆∆Φ最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变． 特别提醒：①只要线圈平面在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，就产生正弦式交流电，其变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关． ②Φ－t 图象与对应的e －t 图象是互余的． ★重点归纳★1、解决交变电流图象问题的三点注意（1）只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关． （2）注意峰值公式E m ＝nBS ω中的S 为有效面积．（3）在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解．★典型案例★（多选）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，频率为 0．25HzB ．交流电压的最大值为，频率为 0．25HzC ．2s 末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大D ．1s 末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快 【答案】BC【名师点睛】本题考查了对交流电图象的认识，要具备从图象中获得有用信息的能力；重点在于找出最大值和周期，再通过公式求解有效值和角速度及频率等。
新课标版高考物理总复习 第11章 第1节 交变电流的产生及描述
集 训
点
二 流方向不改变。
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知识点二| 描述交变电流的物理量
知
识
点
一
课
后
限
时
1．周期和频率
集
训
知 识
(1)周期 T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转动一周)所需的 时间 ，单
点
二 位是秒(s)，公式为 T＝2ωπ。
返 首 页
(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)。
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BC [两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不变，选项 A 错
知
识 点 一
误；导线框的转动周期为 T，则感应电流的周期也为 T，选项 B 正确；在 t＝T8时， 课
后
切割磁感线的有效长度相同，两导线框中产生的感应电动势相等，选项
C
正确；
限 时
集
知 M 导线框中一直有感应电流，N 导线框中只有一半时间内有感应电流，所以两 训
返 首
页
课后限时集训（三十）
知
识
点
一
课
后
限
时
集
训 知
识
点
二
点击上面图标进入…
返 首 页
谢谢观看
错误；
课 后 限
时
知 识
在线圈转过一周的时间内电阻
R
上产生的热量
Q＝UR2·2ωπ＝N2BR2＋S2rω2Rπ，C
错误；
集 训
点
二 电流的最大值为 Im＝RE＋mr＝NRB＋Sωr ，电流的瞬时值表达式为 i＝Imsin ωt，从图示
位置转过 30°时，ωt＝π6，此时的电流为 i＝I2m＝2NRB＋Sωr，D 正确。]
高考物理大一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 1 第一节 交变电流的产生和描述课件
(1)感应电动势的最大值； (2)从图示位置起转过14周的时间内负载电阻 R 上产生的热量； (3)从图示位置起转过14周的时间内通过负载电阻 R 的电荷量； (4)电流表的示数． [审题指导] 线圈转动产生感应电动势，最大值为 NBSω，热 量按有效值进行计算，电流表示数也为有效值，而电荷量用平 均值计算即 q＝ΔRΦ.
第二十六页，共六十一页。
迁移 3 交变电流的图象分析 3．(多选)(2017·高考天津卷)在匀强磁场中，一个 100 匝的闭合 矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线 圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化．设线圈总电阻为 2 Ω，则( )
第二十七页，共六十一页。
A．t＝0 时，线圈平面平行于磁感线 B．t＝1 s 时，线圈中的电流改变方向 C．t＝1.5 s 时，线圈中的感应电动势最大 D．一个周期内，线圈产生的热量为 8π2 J 解析：选 AD.t＝0 时，磁通量为零，磁感线与线圈平面平行， A 正确；当磁感线与线圈平面平行时，磁通量变化率最大，感 应电动势最大，画出感应电动势随时间变化的图象如图，由图 可知，t＝1 s 时，感应电流没有改变方向，B 错误；t＝1.5 s
【迁移题组】 迁移 1 交变电流的产生过程分析 1．(2019·南京、盐城模拟)图甲是小型交流发电机的示意图， 在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转 动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发 电机线圈内阻为 10 Ω，外接一只电阻为 90 Ω 的灯泡，不计电 路的其他电阻，则( )
第十七页，共六十一页。
பைடு நூலகம்
[审题指导] 从线圈平面经过中性面开始计时，则线圈在时间 t 内转过角度 ωt，瞬时感应电动势 e＝Em·sin ωt，其中 Em＝ NBSω.线圈平面处于与中性面成 φ0 夹角位置时开始计时，要 注意此时线圈的初相位．计算线圈转动一周电阻 R 上产生的 焦耳热，要用有效值进行计算．
课标通用版高考物理总复习第十一章01第1讲交变电流的产生和描述精练含解析
课标通用版高考物理总复习第十一章01第1讲交变电流的产生和描述精练含解析第1讲 交变电流的产生和描述A 组 基础过关1.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e=200√2·sin100πt(V),那么( ) A.该交变电流的频率是100HzB.当t=0时,线圈平面恰好与中性面垂直C.当t=1200s 时,e 达到峰值D.该交变电流的电动势的有效值为200√2V答案 C 由交变电流的电动势瞬时值表达式e=nBSω·sinωt 可知,该交变电流的频率f=ω2π=100π2πHz=50Hz,选项A 错误;在t=0时,电动势瞬时值为0,线圈平面恰好位于中性面处,选项B 错误;当t=1200s 时,e 达到峰值E m =200√2V,选项C 正确;该交变电流的电动势的有效值E=√2=200V,选项D 错误。
2.(2019陕西榆林期末)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所示,下列结论正确的是( )A.在t=0.1s 和t=0.3s 时,感应电动势最大B.在t=0.2s 和t=0.4s 时,感应电动势改变方向C.感应电动势的最大值是50πVD.在t=0.4s 时,磁通量变化率最大,其值为100πWb/s答案 C 在t=0.1s 和t=0.3s 时,穿过线圈的磁通量最大,此时感应电动势为零,电动势改变方向,选项A 、B 错误;感应电动势的最大值是E m =NBSω=NΦm ·2πω=50×0.2×2π0.4V=50πV,选项C 正确;在t=0.4s 时,穿过线圈的磁通量为零,但是磁通量变化率最大,其值为ΔωΔω=BSω=Φm ·2πω=0.2×2π0.4Wb/s=πWb/s,选项D 错误。
3.电阻R 1、R 2与交流电源按照图甲所示方式连接,R 1=10Ω,R 2=20Ω。
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从中性面开始计时
e＝Emsinωt i＝Imsinωt Em＝nBSω
Em Im＝ R＋r
瞬时值
计算线圈某时刻的受力情况
峰 值 最大的瞬时值
讨论电容器的击穿电压
（续表）
物理量 物理含义 重要关系
跟交变电流的 有效值 热效应等效的 恒定电流的值
Em 2 Um U＝ 2 Im I＝ 2 (只适用于正弦式 交变电流) E＝
解析：从图示位置转 90° 的过程中，磁通量变化 ΔΦ＝BS， ΔΦ NBS E 通过电阻 R 的电荷量 Q＝IΔt＝ Δt＝N ＝ ，选项 A R＋r R＋r R＋r 错误， B 正确； 矩形线圈绕垂直磁感线的对称轴 OO′以角速度 ω 匀速转动，产生的感应电动势最大值 Em＝NBSω，感应电流 E 有效值为 I ＝ ，外力做功平均功率 P ＝ EI ＝ I2(R ＋ r) ＝ R＋r N2B2S2ω2 ，选项 C 正确；从图示位置开始计时，则感应电动势 2R＋r 随时间变化的规律为 e＝NBSωcos ωt，选项 D 错误．
【触类旁通】 (2015 年河北唐山模拟)一个U形金属线框在匀强磁场中绕
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，如图10-1-10 甲、乙所示．其中甲图中OO′轴右侧有磁场，
乙图中整个空间均有磁场，两磁场磁感应强度相同．则甲、乙 两图中交流电流表的示数之比为( )
图10-1-10
专题十 交变电流
考点内容 1.交变电流、交变电流的图象 2.正弦交变电流的函数表达 式、峰值和有效值
要求 Ⅰ
Ⅰ
Ⅰ Ⅰ
3.理想变压器4.远Fra bibliotek离输电实验十一：传感器的简单使用 —
热点 高考对本章知识的考查主要体现在“三 突 出”，一般试题难度不大，且多以选择 题 的形式出现． 1.突出考查交变电流的产生过程； 2.突出考查交变电流的图象和交变电流的 四值； 3.突出考查变压器，对变压器原理理解的 同时，还要掌握变压器的静态计算和动 态分析，远距离输电也要重视.
二、正弦式交变电流
正(余)弦规律 1．定义：按______________________ 变化的交变电流． 磁场 方向的 2．产生：闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于________ 匀速 轴，从中性面开始__________ 转动，线圈中产生的电流．
3．两个重要位置 垂直 的平面．线圈平面位于中 (1)中性面：与磁场方向________
例2：(2013 年海南卷)通过一阻值 R＝100 Ω的电阻的交变 电流如图10-1-9 所示，其周期为1 s．电阻两端电压的有效值为 ( )
图10-1-9
A．12 V
B．4 10 V
C．15 V
D．8 5 V
审题突破：选定一个周期，在一个周期内用热效应相同来 求解． 2 2 2 解析：由题意结合有效值的定义可得 I RT＝2I1R5T＋
4．正弦交变电流的瞬时表达式(线圈在中性面位置开始计时)
物理量 磁通量
函数
图象
Φ＝BScosωt e＝nBSωsinωt u＝Umsinωt i＝Imsinωt
电动势
电压
电流
5.确定交变电流瞬时值表达式的基本思路
(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式 Em＝
nBSω求出相应峰值． (2)明确线圈的计时位置，找出对应的函数关系式． ①线圈从中性面开始转动，则 i-t 图象为正弦函数图象，函
2 2 2 2 Im ，U＝________. 2 Um 2 Em ，I＝________ ________
【基础检测】 2．(多选，2014 年广东惠州一调)家庭中用的取暖器，正常 工作时所用电压是按照图 10-1-3 中正弦规律变化的交流电，取 暖器正常工作时的电流是 3 A．下列表述正确的是( )
ΔΦ E ＝n Δt E I＝ R＋r
计算通过电路截面的电荷量
⊙典例剖析 例1：(多选，2014 年天津卷)如图10-1-6甲所示，在匀强 磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线 垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b 所示，则( )
图10-1-6
A．两次 t＝0 时刻线圈平面均与中性面重合 B．曲线 a、b 对应的线圈转速之比为 2∶3 C．曲线 a 表示的交变电动势频率为 25 Hz D．曲线 b 表示的交变电动势有效值为 10 V 思维点拨：由图乙可以看出，a、b 均为正弦式交变电流，
图10-1-8
D．经过 2T0 的时间，通过线圈电流的方向改变 2次
》》》方法 等效替代法 1．等效法是在保证某种效果相同的前提下，将实际的、复 杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的 物理问题和物理过程来研究和处理的方法．
2．运用等效法处理问题的一般步骤为： (1)分析原事物(需研究求解的物理问题)的本质特性和非本 质特性． (2)寻找适当的替代物，以保留原事物的本质特性，抛弃非 本质特性． (3)研究替代物的特性及规律． (4)将替代物的规律迁移到原事物中去． (5)利用替代物遵循的规律、方法求解，得出结论．
图10-1-5 A．t1 时刻线圈位于中性面 B．t2 时刻通过线圈的磁通量最大 Em C．电动势的有效值为 2 D．一个周期内交变电流的方向改变一次 答案：AC
》》》考点2 正弦交变电流的四值问题 ⊙重点归纳 正弦式交变电流四值的计算及应用
物理量 物理含义 交变电流某一 时刻的值 重要关系 适用情况及说明
图10-1-4
A．电流表的示数为 10 A B．线圈转动的角速度为 50π rad/s C．0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行 D．0.02 s 时电阻 R 中电流的方向自右向左 答案：AC
2．(多选，2014 年广东深圳二模)一矩形线圈在匀强磁场中 绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势 e 随时间 t 变 ) 化的规律如图 10-1-5 所示，下列说法正确的有(
数式为 i＝Imsinωt.
②线圈从垂直中性面开始转动，则 i-t 图象为余弦函数图象， 函数式为 i＝Imcosωt.
【基础检测】 1．(2015年江苏连云港摸底)如图 10-1-2 甲所示为一台小型 发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动．若从中性面开始计时，
产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示．已知发电机线圈
I2 2R 1 ，将 I1＝0.1 A，I2＝0.2 A 代入上式可得流过电阻的电 T 10
10 流的有效值 I＝ 25 A， 故电阻两端电压的有效值 IR＝4 10 V， 本题选 B. 答案：B 题外拓展：高中物理中常用等效替代的思想进行解题，如：
(1)力的等效，合力与分力之间的等效；(2)运动的等效，合运动 和分运动的等效；(3)模型的等效，如碰撞各类模型的等效．
答案：BC
4．(多选，2015年河北沧州五校联考)如图10-1-8所示，一 个单匝矩形导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′匀
速转动，转动周期为T0.线圈产生的电动势的最大值为Em，则
( )
A．线圈产生的电动势的有效值为 2Em B．线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为 EmT0 2π
C．线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为 Em 答案：BC
适用情况及说明 (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 般是指有效值 (3)保险丝的熔断电流为有效值 (4)交流电压表和电流表的读数为 有效值 (5)计算有效值时，时间一般取一 个周期或取周期的整数倍
E ＝BL v
某段时间内感 平均值 应电动势或电 流的平均值
内阻为 1.0 Ω，外接灯泡的电阻为 9.0 Ω.求：
图10-1-2 (1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式． (2)转动过程中穿过线圈的最大磁通量．
解：(1)i＝0.6 2sin 100πt(A) Em 6 2 － (2)Φm＝ ω ＝100π Wb＝2.7×10 2 Wb
三、表征交变电流的物理量
图象知 Eam＝ 15 V，曲线 b 对应线圈相应的电动势的最大值 Ebm＝
2π Ebm Ta 2 10 NBS· 因此E ＝T ＝3， Ebm＝10 V， 有效值 Eb＝ V＝5 2 V， Tb ， 2 am b D 项错误．
答案：AC
【考点练透】
3．(多选，2015 年河北联考调研)如图10-1-7所示，有一矩
图10-1-3
A．该交流电电压的有效值是 220 V B．该交流电的周期是 0.01 s
C．该交流电电压的瞬时表达式为 u＝311sin100t (V)
D．取暖器正常工作时的功率是 660 W 答案：AD
》》》考点1 正弦交变电流的产生及图象 ⊙重点归纳 交流电的产生及图象问题的分析方法
分析要点：一看、二变、三判．
一看：看“轴”、看“点”、看“斜率”，并理解其物理 意义． 二变：掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变 通关系．
三判：在此基础上进行正确的分析和判断．
【考点练透】 1．(多选，2013年山东卷)如图10-1-4甲所示是小型交流发 电机的示意图，两磁极 N、S 间的磁场可视为水平方向的匀强 磁场， 为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴 OO′ 沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电 流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是( )
最大 ，而磁通量的变化率 性面时，穿过线圈平面的磁通量________
零 零 ．线圈每经过中性 为________ ，产生的感应电动势为________ 一次 ，线圈转动一周，两次经过 面一次，电流方向就改变________ 两次 ． 中性面，所以电流方向改变______ 零 ， (2) 与中性面垂直的位置：穿过线圈平面的磁通量为____ 最大 最大 磁通量的变化率__________ ，产生的感应电动势_________.
1．周期和频率