第1講 交變電流的產(chǎn)生及描述

第十一章交變電流電磁振蕩與電磁波傳感器第1講交變電流的產(chǎn)生及描述開始010203課前基礎(chǔ)落實(shí)——在情境遷移中理清“物理觀念”課堂提能學(xué)案——在多彩學(xué)法中精準(zhǔn)“扶弱補(bǔ)短”隨堂創(chuàng)新訓(xùn)練——在素養(yǎng)立意中把握“命題導(dǎo)向”第十一章

交變電流

電磁振蕩與電磁波

傳感器第1講交變電流的產(chǎn)生及描述一、交變電流1．交變電流電流、電壓隨時(shí)間做________變化的電流。周期性最大00最大最大(3)電流方向的改變：線圈通過中性面時(shí)，電流方向發(fā)生改變，一個(gè)周期內(nèi)線圈兩次通過中性面，因此電流的方向改變____次。(4)圖像：線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，電動(dòng)勢e、電壓u和電流i隨時(shí)間變化的圖像分別如圖甲、乙、丙所示。兩二、描述正弦式交變電流的物理量1．周期和頻率周期性1

s赫茲2．交變電流的瞬時(shí)值、峰值和有效值瞬時(shí)值交變電流某一_____的值，是時(shí)間的函數(shù)。如e＝Emsinωt峰值交變電流的電流或電壓所能達(dá)到的______值有效值讓交變電流和恒定電流分別通過相同阻值的電阻，如果它們在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的______相等，就把這一恒定電流的電流與電壓叫作這一交變電流的有效值時(shí)刻最大熱量情境創(chuàng)設(shè)如圖甲所示是交流發(fā)電機(jī)的示意圖，其產(chǎn)生的正弦式交變電流的圖像如圖乙所示。微點(diǎn)判斷(1)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，矩形線圈中一定會(huì)產(chǎn)生正弦式交變電流。

()(2)線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中穿過線圈的磁通量最大時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢也最大。

()(3)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過中性面時(shí)，矩形線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為零，感應(yīng)電流方向發(fā)生改變。

()××√(4)交流電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值是指有效值。

()(5)交流電壓表和電流表測量的是交流電的峰值。

()(6)分析電容器的耐壓值應(yīng)考慮電壓的峰值。

()√×√(一)交變電流的產(chǎn)生和描述(固基點(diǎn))[題點(diǎn)全練通]1．[中性面和峰值面]圖甲、乙是交流發(fā)電機(jī)示意圖，線圈ABCD在磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。下列說法正確的是

(

)A．圖甲中該時(shí)刻穿過線圈的磁通量最大，電路中的感應(yīng)電流最大B．圖乙中該時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零，電路中的感應(yīng)電流為零C．圖甲中該時(shí)刻穿過線圈的磁通量變化率為零，電路中的感應(yīng)電流為零D．圖乙中該時(shí)刻穿過線圈的磁通量變化率最大，電路中的感應(yīng)電流為零答案：C

解析：題圖甲中線圈位于中性面位置，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為零，電路中的感應(yīng)電流為零，故A錯(cuò)誤，C正確；題圖乙中線圈位于與中性面垂直的位置，穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，電路中的感應(yīng)電流最大，故B、D錯(cuò)誤。答案：C3．[描述交變電流的物理量](2023·浙江紹興質(zhì)檢)在勻強(qiáng)磁場中，匝數(shù)N＝100的矩形線圈繞垂直磁感線的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，則下列說法正確的是

(

)A．t＝0.5×10－2s時(shí)，線圈平面與中性面重合B．t＝1×10－2s時(shí)，線圈中磁通量變化率最大C．穿過每一匝線圈的最大磁通量為1×10－3WbD．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50πrad/s答案：C

[要點(diǎn)自悟明]正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí))[注意]

e、i、u三個(gè)量的變化步調(diào)總是一致的，且總是與Φ的變化反相。2．定義法：對(duì)于非正弦式交變電流，計(jì)算有效值時(shí)要抓住“三同”，即“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”，列式求解時(shí)相同時(shí)間一般取一個(gè)周期或周期的整數(shù)倍。答案：B

類型2峰值不對(duì)稱的正弦式波形2．電壓u隨時(shí)間t的變化情況如圖所示，則電壓的有效值為

(

)A．137V

B．163V

C．174V

D．196V答案：C

答案：D

答案：A(三)交變電流“四值”的理解及應(yīng)用(精研點(diǎn))交變電流的“四值”及應(yīng)用續(xù)表答案：D

2．(2023·天津模擬)手搖式發(fā)電機(jī)是我們教學(xué)中常用的演示工具，如圖甲所示，其工作原理可以簡化為圖乙所示。一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈面積為S，匝數(shù)為n，線圈總電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以矩形線圈中軸線為軸、以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電通過M、N與外電路連接，如圖乙所示，外電路燈泡電阻為R，電壓表為理想交流電壓表。在線圈由平行于磁場方向位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，下面說法正確的是

(

)答案：C

3．(2021·浙江1月選考)(多選)發(fā)電機(jī)的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以恒定角速度繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其他電阻不計(jì)，圖乙中的Um為已知量。則金屬框轉(zhuǎn)動(dòng)一周

(

)A．框內(nèi)電流方向不變B．電動(dòng)勢的最大值為Um答案：BD

1．[聯(lián)系生活實(shí)際]風(fēng)速測速儀的簡易裝置如圖甲所示，某段時(shí)間內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的波形如圖乙所示，下列說法正確的是

(

)A．若風(fēng)速變大，圖乙中感應(yīng)電流的周期變大B．若風(fēng)速變大，圖乙中感應(yīng)電流的峰值變大C．圖乙中感應(yīng)電流最大時(shí)，風(fēng)速最大D．圖乙中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的原因是風(fēng)速在變答案：B

是穿過線圈的磁通量的變化率最大，并不是風(fēng)速最大，故C錯(cuò)誤；題圖乙中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的原因是穿過線圈的磁通量變化率隨時(shí)間在變化，故D錯(cuò)誤。2．[聚焦科技前沿](多選)如圖甲所示，為新能源電動(dòng)汽車的無線充電原理圖，M為匝數(shù)n＝50匝、電阻r＝1.0Ω的受電線圈，N為送電線圈。當(dāng)送電線圈N接交變電流后，在受電線圈內(nèi)產(chǎn)生了與線圈平面垂直的磁場，其磁通量Ф隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確是

(

)答案：AD答案：D

4．[樹立民族自信](2021·江蘇高考)貫徹新發(fā)展理念，我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛，2020年我國風(fēng)力發(fā)電量高達(dá)4000億千瓦時(shí)。某種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理如圖所示，發(fā)電機(jī)的線圈固定，磁體在葉片驅(qū)動(dòng)下繞線圈對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，已知磁體間的磁場為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.20T，線圈的匝數(shù)為100、面積為0.5m2，電阻為0.6Ω，若磁體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速