第1课 交流电的产生及描述
第一节交流电的产生和描述【知识预习】1.我们把的电流,称为交变电流
第一节交流电的产生和描述【知识预习】1.我们把的电流，称为交变电流，俗称交流电。
2.交流电的产生：将线圈置于中，并绕垂直于磁感线的轴，就会产生正（余）弦交变电流。
3.中性面：（1）线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量，磁通量的变化率为，感应电动势为。
（2）线圈转动一周，次经过中性面，线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次。
4.线圈经过位置时，感应电动势最大，感应电动势的最大值为E m=(设线圈的面积为S、匝数为N、磁感应强度为B、线圈绕轴转动的角速度为ω)5.交流的有效值：根据电流的来规定的，即用直流和交流分别给同一个电阻供电，若果在相同的时间内产生的电热相同，我们就把直流叫做交流的有效值。
我们平时所说的照明电压220V，动力电压380V指的都是交流的有效值。
另外，用电器铭牌上所标示的额定电压、额定电流，交流电压表、电流表所测量的读数都指的是交流的有效值。
对于正、余弦交流电，最大值与有效值的关系为：E= ；U= ；I= 。
【预习检测】1.我国交流电的周期为50Hz，那么1min内电流的方向改变多少次？2.一正弦交变电流的最大值为5A，它的有效值是多少？3.下列关于中性面位置的说法中，正确的是：A.线圈经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电动势最大B.线圈经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，产生的感应电动势最大C.线圈经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电动势为零D.线圈每经过中性面位置一次，感应电流的方向改变一次。
*4.如图所示，一矩形线圈abcd置于磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴O以角速度ω从位置Ⅰ开始逆时针匀角速转动，经过时间t到达位置Ⅱ，试写出线圈处于位置Ⅱ时的感应电动势的表达式。
（ab=l1，cd=l2）5.某正弦交流电的图像如图所示，则由图像可知：A.该交流电的频率为0.02Hz BB.该交流电的有效值为14.14AC.该交流电的瞬时值表达式为i =20sin(0.02t)D.在t=T/8时刻，该交流的大小与其有效值相等 【典例精析】 1.交流电的产生【例题1】一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随时间t 变化的规律如图所示，则下列说法中正确的是：A. t 1时刻通过线圈的磁通量为零B. t 2时刻通过线圈磁通量的绝对值最大C. t 3时刻通过线圈磁通量的变化率最大D.每当感应电动势e 变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都是最大的 【分析】【跟踪练习1】线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流的图像如图所示，由此可知：A.在A 和C 时刻线圈处于磁通量变化率最大的位置B.在A 和C 时刻穿过线圈的磁通量为最大C.在B 时刻到D 时刻，穿过线圈的磁通量现变大后变小D.若从A 时刻到B 时刻经过0.01s ，则在1s 内交变电流的方向改变50次【例题2】如图所示，矩形线圈abcd （已知ab 边长为L 1，ad 边长为L 2）在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO′ 轴以角速度ω从图示位置开始匀角速转动，则线圈中感应电动势的大小为： A.2/sin 21t L BL ωω B. 2/cos 21t L BL ωω C.t L BL ωωsin 21 D.t L BL ωωcos 21【分析】【跟踪练习2】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。
交流电的产生
交流电的产生一、交流电的产生1、交流电：大小和方向都随时间作周期性变化的电流或电压称为交流电。
2、交流电的产生：线圈在匀强磁场中，绕垂直磁场的轴匀速转动时，线圈abcd 中就产生按正弦规律变化的感应电动势，闭合电路中就产生了按正弦规律变化的感应电流。
如图所示。
为更方便说明问题，把图1改画为图2，图2的位置3正与图1所示的位置相对应，根据切割磁感线产生感应电动势的规律，利用右手定则定性判断感应电流的大小，方向随线圈转动而变化的具体情况，以分析1、2、3位置为主。
注意分析过程应指出：中性面：线圈在位置1即线框平面与磁感强度方向垂直时，磁通量最大，但导线ab ，cd 的速度方向与磁感应强度B 方向平行而不切割磁感线，因此不产生感应电动势，故称之为中性面；可见，在此位置虽然磁通量最大，但磁通量的变化率为零。
最大磁通量应为21L BL BS m ==φ，而跟线圈的匝数没有关系。
线框平面与B 平行时，ab,cd 边速度方向与B 垂直，因而产生感应电动势最大，线圈在此位置的磁通量虽然为零，但穿过线圈的磁通量的变化率最大，最大值为ωωφ21L BL BS tm ==∆∆，由于线圈有N 匝，相当于有N 个电源相串联，所以产生的最大感应电动势为ωωφ21L NBL NBS t NE m m ==∆∆= 线框每转一周，感应电流便为一次周期的性的变化，电流方向变化两次。
3、正弦交流电的产生：线圈在匀强磁场中，绕垂直磁感强度的轴ＯＯ′匀速转动时，产生的交流电为正弦交流电，即电动势，电流大小，方向按正弦规律变化。
若图1所示线框ab=L ,bc=l ,ＯＯ′过cb, da 中间，线框以角速度ω匀速转动。
线框从与中性面重合时ad 位置开始计时，经过ts ，转至a ′d ′位置夹角α＝ω t ，速V 与B 不垂直，将其分解为⊥V 、||V 两个分速度，切割磁感线的分速度为,⊥V t l V V ωωαsin 21sin ==⊥， 则，t l BL ωωεsin 212⋅=，即t BLl ωωεsin =，ωBLl 均为不变的量，ε将按t ωsin 的规律变化。
第一节交流电的产生
三、交流发电机简介
发电机的基本组成部分是磁极和线圈（线圈匝数很多， 嵌在硅钢片制成的铁心上，通常叫电枢）。电枢转动、而 磁极不动的发电机，叫做旋转电枢式发电机。磁极转动、 而电枢不动，线圈依然切割磁感线，电枢中同样会产生感 应电动势，这种发电机叫做旋转磁极式发电机。不论哪种 发电机，转动的部分都叫转子，不动的部分都叫定子。
旋转电枢式发电机，转子产生的电流必须经过裸露着 的滑环和电刷引到外电路，如果电压很高，就容易发生火 花放电，有可能烧毁电机。这种发电机提供的电压一般不 超过500V。旋转磁极式发电机克服了上述缺点，能够提供 几kV到几十kV的电压，输出功率可达几十万kW。所以， 大型发电机都是旋转磁极式的。 发电机的转子是由蒸汽机、水轮机或其他动力机带动 的。动力机将机械能传递给发电机，发电机把机械能转化 为电能传送给外电路。第一节 Nhomakorabea交流电的产生
一、交流电的产生 二、正弦交流电 三、交流发电机简介
一、交流电的产生
如果电流的大小及方向都随时间做周期性变化，则称 之为交流电 交流电。 交流电
动画M7-1 交流电的产生
二、正弦交流电
大小及方向均随时间按正弦规律做周期性变化的电流、 电压、电动势叫做正弦交流电流、电压、电动势，在某一 时刻t的瞬时值可用三角函数式（解析式）来表示，即 i(t) = Imsin(ωt + ϕi0) u(t) = Umsin(ωt + ϕu0) e(t) = Emsin(ωt + ϕe0)
式中，Im、Um、Em分别叫做交流电流、电压、电动势的振 幅(也叫做峰值或最大值)，电流的单位为安培(A)，电压和 电动势的单位为伏特(V)；ω 叫做交流电的角频率，单位为 弧度/秒(rad/s)，它表征正弦交流电流每秒内变化的电角度；
《交流电的产生》课件
交流电机结构简单，成本较低，且维护方便。
交流电与直流电的优缺点比较
• 可利用变压器进行电压调节：交流电可以通过变压器灵活 地调节电压，满足不同设备的需求。
交流电与直流电的优缺点比较
不适合长距离输电
直流电在输电过程中损耗较小，适合长距离输电。
不能直接给直流设备供电
交流电不能直接为直流设备供电，需要使用整流器转换为直流电。
电子设备和计算机：电子设备和计算机内部电路通常采用 直流电，因为直流电的电压和电流可以精确控制。
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电池供电设备：手机、平板电脑等电池供电设备通常采用 直流电。
交流电与直流电的发展趋势比较
交流电的发展趋势
可再生能源并网发电：可再生能源如风能、太阳能发电 通常采用交流电并网发电。
高电压、大容量、远距离输电：随着技术的发展，交流 电在高压、大容量、远距离输电方面取得了重要突破。
220-240伏
主要用于欧洲、澳大利亚、部分亚洲国家和非洲国家 。
330-400伏
主要用于高压交流输电系统。
交流电的安全使用注意事项
避免在潮湿的环境中使用电器， 以防发生触电事故。
在更换灯泡或其他电器配件时， 应先关闭电源。
01
02
使用电器时，应遵循说明书，确 保正确使用。
03
04
定期检查电器设备和电路，确保 没有损坏或老化。
交流电与直流电的应用场合比较
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交流电应用场合
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直流电应用场合
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家用电器和工业设备：大多数家用电器和工业设备采用交 流电，如照明、空调、洗衣机等。
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《交流电的产生》课件
PART ONE
PART TWO
交流电的定义：交流电是一种周期性变化的电流，其大小和方向随时间变化。
交流电的产生原理：交流电是由交流发电机产生的，其原理是利用电磁感应现象，将机械能转化为电能。
交流电的应用：交流电广泛应用于电力系统、电子设备、通信设备等领域。
交流电的发展历程：从最初的直流电到后来的交流电，经历了多次技术革新和改进。
交流电的定义：交 流电是指电流方向 随时间周期性变化 的电流
交流电的产生：通 过交流发电机产生
交流电的频率：交 流电的频率是指交 流电每秒钟变化的 次数
交流电的波形：交 流电的波形是指交 流电随时间变化的 曲线形状
法拉第电磁感应 定律的发现
交流发电机的发 明
交流电的传输和 分配
交流电的应用和 影响
电流方向：交流电电流方向随时间变化，直流电电流方向不变
电压波形：交流电电压波形为正弦波，直流电电压波形为直线
应用领域：交流电广泛应用于电力传输和电气设备，直流电主要用于电子设备、 电池等
稳定性：交流电稳定性好，直流电稳定性较差
波形：正弦波，周期性变化
频率：每秒钟周期性变化的次数，单位 为赫兹（Hz）
电压调节：通过改变交流电的电压来调节交流电的输出
频率与电压的关系：频率和电压是相互关联的，可以通过调节频率来调节电压
频率与电压的调节方法：可以通过改变交流电的频率和电压来调节交流电的输出，例如通过改 变交流电的频率来调节交流电的输出，或者通过改变交流电的电压来调节交流电的输出。
PART SEVEN
幅值：波形在垂直方向上的最大值，单 位为伏特（V）
相位：波形在时间轴上的位置，单位为 度（°）
高中物理【交变电流的产生和描述】知识点、规律总结
3112
解析：由有效值的定义式得：
2 R
×T2×2＝ER2T，解得：E＝220
V.
答案：220
变式 2：仅余12周期的波形 家用电子调光灯的调光功能是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部 分来实现的，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调，比过去用变压器调 压方便且体积小．某电子调光灯经调整后电压波形如图所示，求灯泡两端电压的有效值．
1．只有转轴和磁场垂直时，才产生正弦式交变电流． 2．只有正(余)弦式交变电流的有效值和峰值之间是 E＝Em2的关系，其他交流电不是． 3．正弦式交变电流的产生：中性面垂直于磁场方向，线圈平面平行于磁场方向时 电动势最大：Em＝nBSω. (1)线圈从中性面开始转动：e＝Emsin ωt. (2)线圈从平行于磁场方向开始转动：e＝Emcos ωt.
(3)变化规律(线圈在中性面位置开始计时) ①电动势(e)：e＝Emsin ωt. ②电压(u)：u＝____U_m__si_n_ω_t_________． ③电流(i)：i＝____Im__si_n_ω_t__________． (4)图象(如图所示)
二、描述交变电流的物理量
1．交变电流的周期和频率的关系：T＝1f . 2．峰值和有效值 (1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的__最__大__值__． (2)有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小_相__同___的电阻，如果在交变电流的 一个周期内它们产生的__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 的电流的有效值和电压的有效值． (3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 I＝ Im2，U＝Um2，E＝Em2. 3．平均值：－E ＝nΔΔΦt .
2．正弦式交变电流的图象(线圈在中性面位置开始计时) 函数表达式
交流电的产生及变化规律
交流电的产生、描述交流电的物理量学习目的：（1）了解交流电的产生原理（2）掌握正弦交流电的变化规律（3）理解瞬时值、最大值、有效值、周期、频率等概念一、几个概念1、交变电流：大小和方向随时间变化的电流叫交变电流，常见的交流电如下本章所涉及的将是最简单的交变电流，即正弦交流电—随时间按正弦规律变化的电流。
从微观上讲 i=nesv其中v为电荷的平均定向移动速率，可设想若v都随时间整齐地按正弦规律变化，即一起做简谐振动时，电路中将有正弦交变电流。
2、特点易于产生、输送、变压、整流，在生活中有广泛的应用，交流电路理论是电工和电子技术的理论基础。
∴交流电在电力工程、无线电技术和电磁测量中有极广泛的应用，在工程技术中所使用的交流电也是各式各样的。
它具有三大优点：变换容易、输送经济、控制方便，所以已经做为现代国民经济的主要动力。
在稳恒电流中，I—电流、U(ε)—电压（电动势），都是恒定值。
但在本章，i—电流、e—电动势、u—电压，都是瞬时值，因为它随时间而变，所以实际上是i(t)、e(t)、u(t)。
二、交流电的产生法拉第发现电磁感应定律的最重要的应用就是制成发电机1、发电机的组成磁极、线圈（电枢）旋转电枢：通过滑环、电刷通入外电路，一般产生的电压小于500V旋转磁极：比较常用，几千~几万V原理：利用线圈在磁场中绕某一固定轴转动，切割磁感线产生感应电动势，继而在闭合回路产生电流机械能→电能2、交流电的产生矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，角速度ω一定。
其中ab、cd边切割磁感线，且ab、cd始终与速度v垂直，从切割效果看总是两个电源串联，其俯视图为：第一象限：方向—abcda(磁通量Φ减少)大小：e=2NB vsinθ=2NB ω sinωt=NBωSsinωt第二象限：方向—abcda(磁通量Φ增加)大小：e=2NB vsinθ=2NB ω sin(π-ωt)=NBωSsinωt依次类推：可得其它象限的情况总之，e=NBωSsinωt=εm sinωt 与轴的位置无关①大小为NBωSsinωt②方向取决于角度ωt0<ωt<π e>0π<ωt<2π e<0线圈每经过中性面一次，电流方向改变一次；线圈旋转一周，电流方向改变两次③εm=NBωS为感应电动势的最大值④当线圈与中性面重合时，磁通量Φ最大，感应电动势最小，磁力矩最小当线圈与中性面垂直时，磁通量Φ最小，感应电动势最大，磁力矩最大三、交流电的变化规律1、几个表达式瞬时值 e i u最大值εm I m U m若外电阻为R，电动机内阻为r，则2、图象四、描述交流电的物理量在稳恒电流里用两个物理量（I、U）就能描述电路的情况，但在交流电路里，由于电流的大小、方向都在随时间做周期性的变化，所以要描述它们的物理量就要多一些。
交流电的产生及描述课件课件
非正弦交变电流有效值的计算
【例3】 一个边长为6 cm的正方形金 属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁 场垂直，电阻为0.36 Ω.磁感应强度B随 时间t的变化关系如图所示，则线框中 感应电流的有效值为( )
(4)电流： ①函数：i＝Im·sin ωt＝RE＋mrsin ωt. ②图象：
2．两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ 最大，ΔΔΦt ＝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，ΔΔΦt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变．
A. 2×10－5 A C. 22×10－5 A
B. 6×10－5 A
3 D.
2
2×10－5
A
由有效值的定义，Q直＝Q交， IRt1＋IRt2＝I2Rt，其中t1＝3 s，t2＝2 s，t＝t1＋t2 12×10－10R＋18×10－10R＝5RI2
解得I＝ 6 ×10－5 A，故选项B正确．
答案：B
1．正弦交变电流的变化规律(从线圈在中性面位置开始计 时) (1)磁通量： ①函数：Φ＝Φm·cos ωt＝NBScos ωt. ②图象：
(2)电动势： ①函数：e＝Em·sin ωt＝NBSωsin ωt. ②图象：
(3)电压： ①函数：u＝Um·sin ωt＝RR＋Emrsin ωt.
②图象：
交流电四值的理解和应用
【例2】 如图所示，N＝50匝的矩形 线圈abcd，ab边长l1＝20 cm，ad边长 l2＝25 cm，放在磁感应强度B＝0.4 T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于 磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n ＝3 000 r/min的转速匀速转动，线圈 电阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝9 Ω，t＝ 0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正 转出纸外、cd边转入纸内．求：
物理教案：交流电的产生与传输
物理教案：交流电的产生与传输交流电是我们日常生活中非常重要的电能形式之一。
了解交流电的产生与传输原理，对我们深入了解电能的运动方式和应用具有重要意义。
本教案将详细介绍交流电的产生与传输过程，并提供一些实例和活动让学生深入理解相关概念和原理。
一、交流电的产生1. 交流电的定义交流电是指电荷在周期性变化的方向和大小下进行移动的电流，其电流方向和大小随时间改变。
交流电的周期性变化使得电荷在电路中来回震荡传输。
2. 交流电的产生方式交流电的产生依靠发电厂以及变压器。
发电厂通过旋转发电机产生交变电动势，将机械能转化为电能。
变压器则用于将发电厂产生的低压交流电升压为高压交流电，提供远距离传输的能力。
3. 交流电的传输特点交流电的传输过程中会面临一些电能损失，因为电流会在导线中产生热量，而热量是能量的一种形式，会导致能量的损失。
为了减少能量损失，传输时采用高压电流，通过变压器将电压升高，降低电流大小，从而减少损耗。
二、交流电的传输1. 高压输电线路高压输电线路是将发电厂产生的高压交流电输送到各个城市和工业区的重要方式。
这些输电线路采用高压以及高耐电压的材料制造，以减少电能损耗。
2. 变压器在电能传输中的作用变压器在电能传输中起到重要作用。
首先，变压器将发电厂的低压交流电升压为高压交流电，使得远距离传输成为可能。
其次，变压器用于将高压交流电降压为适用于家庭和工业用电的低压交流电。
三、交流电的应用1. 家庭用电交流电被广泛应用于家庭用电中，为我们提供生活和工作所需的电能。
从照明到电视、冰箱、空调等各种电器设备，都需要交流电来提供电源。
2. 工业和商业用电工业和商业领域广泛使用交流电来支持生产和经营活动。
交流电的高压传输能力使得大型工厂和商业园区可以利用远距离输电，确保电量充足。
3. 电力传输与电网交流电的高压输电能力使得电力公司能够将电能从发电厂传输到各个城市和地区。
这些传输形成了一个庞大的电力传输网络，确保了整个社会的用电需求得到满足。
高三物理交流电知识点讲解
高三物理交流电知识点讲解在高三物理学习中，交流电是一个非常重要的知识点。
交流电（Alternating Current，简称AC）指的是电荷在电路中周期性改变方向的电流。
相对于直流电（Direct Current，简称DC）而言，交流电在生活和工业应用中更为常见和普遍。
本文将对高三物理学习中的交流电知识点进行讲解。
1. 交流电的产生和表示方式交流电的产生可通过交流发电机实现。
交流发电机通过转动磁场和导线之间的相互作用，产生交变方向的电流。
交流电的表示方式可以用正弦函数来描述，即I=I_msin(ωt+φ)，其中I表示电流大小，I_m表示最大电流值，ω表示角频率，t表示时间，φ表示相位差。
正弦函数的图像为一条波动的曲线，表示了电流大小随时间的变化。
2. 交流电的频率和周期交流电的频率指的是单位时间内交流电的周期数，单位是赫兹（Hz）。
在中国，电力系统的频率一般为50Hz。
而交流电的周期则是指交流电一次完整的正弦波的时间，单位为秒。
频率和周期是交流电的两个基本特征，它们之间有着倒数的关系，即f=1/T。
3. 交流电的有效值与峰值在交流电中，电流大小是不断变化的，因此需要对其进行一种平均化的描述。
这就引入了交流电的有效值和峰值概念。
交流电的有效值表示其等效于相同功率的直流电的大小。
通常所说的交流电电压220V即为有效值。
峰值则表示交流电最大值与零值之间的差异，峰值的大小是有效值的1.414倍。
4. 交流电的相位差和相位关系交流电的相位差指的是两个交流电信号之间的时间差。
对于交流电而言，相位差可以用来描述电流和电压之间的关系。
当电流和电压的相位差为0或180度时，它们之间呈现同相或反相关系。
同相表示电流和电压的正负两个极性同时发生变化，而反相则表示它们的正负极性相反。
相位差的改变会导致交流电电路中电压和电流的变化，从而产生不同的电路特性。
5. 交流电的电阻、电感和电容在交流电路中，电阻、电感和电容是基本的电路元件。
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2.几种典型交变电流有效值的计算.
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【例❷】 一个 10 Ω 的电阻，它两端的电压 u 随时间 t 的变化规 律如图所示，则( )
A．流过电阻的最大电流是 22 A B．用交流电压表测量电阻两端的电压，其示数约为 311 V C．电阻消耗的功率为 9 680 W D．在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热是 48.4 J
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►变式训练 2．已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的 规律变化．今与这个电阻元件串联一个多用电表 ( 已调至交流电流 挡)，则多用电表的读数为(C) A．4 2 A B．4 A C．5 A D．5 2 A
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解析： 根据交变电流有效值的定义取一个周期 T. 有 I2RT ＝
1．正弦交流电的函数表达式． 若 n 匝面积为 S 的线圈以角速度 ω 绕垂直于磁场方向的轴匀速 转动，从中性面开始计时，其函数形式为 e＝nBSωsin ω t，用 Em＝ e Em nBSω 表示电动势最大值， 则有 e＝Emsin ω t.其电流大小为 i＝ ＝ R R sin ω t＝Imsin ω t.
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【例❶】 如图甲所示，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．则如图所示的四幅图中正确的是( )
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Um Um 解析： 由图象知 Um＝220 2 V， Im＝ ＝22 2 A， U 有效＝ ＝ R 2
2202 220 V，故 A、B 均错误；P＝I有效·R＝ 10 ×10 W＝4 840 W，C
2
错误．Q＝Pt＝4 840×1×10－2 J＝48.4 J，D 正确． 答案：D
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►变式训练 1．在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形 线圈 abcd.线圈 cd 边沿竖直方向且与磁场的右边界重 合．线圈平面与磁场方向垂直．从 t＝0 时刻起，线圈以 2π 恒定角速度 ω＝ 绕 cd 边沿如图所示方向转动，规定 T 线圈中电流沿 abcda 方向为正方向，则从 t＝0 到 t＝T 时间内，线圈中的电流 i 随时间 t 变化关系图象为(B)
高考总复习物理
第一单元
交变电流
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第 1课 交流电的产生及描述
高考展望
栏 目 链 接
1.掌握交流发电机及其产生正弦交流电的原理，正弦交流电 的图象．理解最大值与有效值、周期与频率的含义并能熟练 进行有关计算． 2.考查题型一般为选择题．
题型探究
栏 目 链 接
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题型1 正弦式交流电产生的规律及图象问题
2π π T 式 i＝Imsin(ωt－φ0)，所以 0＝Imsin t－ ，t＝ 8 .只有 D 项正确． 4 T
答案：D
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方法点窍 确定感应电流的变化图象，应从三个方面分析： (1)感应电流的方向； (2)感应电流的大小； (3)感应电流大小的变化趋势，从而排除错误选项，确定正确答 案．
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(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式． ①线圈从中性面位置开始转动，则 it 图象为正弦函数图象，函 数式为 i＝Imsin ω t. ②线圈从垂直中性面位置开始转动，则 it 图象为余弦函数图象， 函数式为 i＝Imcos ω t. 4．正弦式交变电流的变化规律．(线圈在中性面位置开始计时)
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T 解析：在 0～ 内，线圈在匀强磁场中匀速转动，故产生正弦式 4 T 3 交流电，由楞次定律知，电流方向为负值；在 ～ T 内，线圈中无 4 4 3 感应电流；在 T 时，ab 边垂直切割磁感线，感应电流最大，且电流 4 方向为正值，故只有 B 项正确．
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题型2 交变电流的有效值及相关问题
8 2 T T 2 A R· ＋(3 2 A) R· ，得 I＝5 A. 2 2 2
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方法点窍 计算交流电有效值应注意的几个问题 (1)计算有效值时要注意根据电流的热效应， 抓住“三同”： “相 同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解．
2 U (2)利用两类公式 Q＝I2Rt 和 Q＝ t 可分别求得电流有效值和电 R
压有效值．
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1 1 (3)若图象部分是正弦(或余弦)交流电， 其中的 和 周期部分可直 4 2 Im Um 接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系 I＝ ，U＝ 求 2 2 解．
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解析：矩形线圈绕垂直于匀强磁场的转轴匀速转动产生正弦式电 流，在开始计时(t＝0)线圈在图乙所示的位置，根据右手定则判断电流 方向为负方向，首先排除 A、B 选项． 若在图甲所示的位置，感应电流为负向的峰值，可见 t＝0 的时刻 π T 交变电流处于负半周且再经 到达中性面位置， 即 φ0＝ ， 瞬时值表达 8 4
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2．两个特殊位置的特点． ΔΦ (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ 最大， ＝0，e＝0，i＝0，电流 Δt 方向将发生改变． ΔΦ (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ ＝0， 最大，e 最大，i 最大，电 Δt 流方向不改变． 3．交变电流瞬时值表达式书写的基本思路． (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．