第1講　交變電流的產(chǎn)生和描述　
一、交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律1．交變電流(1)定義：大小和方向隨時(shí)間做________變化的電流．(2)圖像：下圖甲、乙、丙、丁所示都屬于交變電流，其中甲屬于________交變電流．
必 備 知 識(shí) · 深 悟 固 基
2．正弦式交變電流(1)產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，線圈繞____________方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．(2)中性面①定義：與磁場(chǎng)方向________的平面．②特點(diǎn)：線圈位于中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量________，磁通量的變化率為_(kāi)_______，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)_______．線圈每經(jīng)過(guò)中性面一次，電流的方向就改變一次．
(3)變化規(guī)律(線圈在中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí))①電動(dòng)勢(shì)(e)：e＝___________；②電壓(u)：u＝___________；③電流(i)：i＝___________.(4)圖像(如圖所示)
二、描述交變電流的物理量1．交變電流的周期和頻率的關(guān)系：T＝________.2．峰值和有效值(1)峰值：交變電流的峰值是它能達(dá)到的________．(2)有效值：讓交流與恒定電流分別通過(guò)大小______的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的________相等，則這個(gè)恒定電流I、恒定電壓U就是這個(gè)交變電流的有效值．
1．[交變電動(dòng)勢(shì)]下列各圖面積均為S的線圈均繞其對(duì)稱(chēng)軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其中能產(chǎn)生正弦式交變電動(dòng)勢(shì)e＝BSωsin ωt的是(　　)【答案】A
2．[正弦式交變電流]如圖所示，單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.01 T，線圈邊長(zhǎng)AB為20 cm、寬AD為10 cm、轉(zhuǎn)速n為50 r/s，則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為(　　)A．1×10－2 V　B．3.14×10－2 VC．2×10－2 V　D．6.28×10－2 V【答案】D　【解析】感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em＝BSω＝BS·2πn＝6.28×10－2 V.
4．[交變電流有效值]兩只相同的電阻，分別通以正弦波形的交變電流和方波形的交變電流，兩種交變電流的最大值相等，且周期相等(如圖甲、乙所示)．在正弦波形交變電流的一個(gè)周期內(nèi)，正弦波形的交變電流在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為Q1，其與方波形交變電流在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q2之比Q1∶Q2為(　　)A．1∶1　B．2∶1　C．1∶2　D．4∶3
關(guān) 鍵 能 力 · 突 破 要 點(diǎn)
考點(diǎn)1　 交變電流的變化規(guī)律　[基礎(chǔ)考點(diǎn)]
2．正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，規(guī)定開(kāi)始方向?yàn)檎?
1．(2021年資陽(yáng)模擬)如圖甲所示，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的曲線如圖乙所示．若外接電阻的阻值R＝9 Ω，線圈的電阻r＝1 Ω，則下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．線圈轉(zhuǎn)速為100π r/sB．0.01 s末穿過(guò)線圈的磁通量最大C．通過(guò)線圈的最大電流為10 AD．電壓表的示數(shù)為90 V【答案】C　
3．(2021年北京名校聯(lián)考)如圖是交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，線圈abcd在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電流．線圈的ab邊和cd邊連在兩個(gè)金屬滑環(huán)上，兩個(gè)滑環(huán)通過(guò)金屬片做的電刷和外電路相連．當(dāng)線圈沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)圖示位置時(shí)，以下判斷正確的是(　　)
A．圖甲的位置時(shí)，流經(jīng)R的感應(yīng)電流最大，線圈中的電流方向?yàn)閐→c→b→aB．圖乙的位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量變化最快，線圈中的電流方向?yàn)閍→b→c→dC．圖丙的位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，線圈中的電流方向?yàn)閐→c→b→aD．圖丁的位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量變化率為零，線圈中的電流方向?yàn)閍→b→c→d【答案】B　
【解析】甲、丙圖中，ab和cd邊運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向平行，不切割磁感線，所以沒(méi)有電流產(chǎn)生，故A、C錯(cuò)誤； 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙的位置再運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量變大，根據(jù)電磁感應(yīng)定律和右手定則可以判斷電流方向?yàn)閍→b→c→d，所以B正確；同理可以判斷當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖丁的位置時(shí)，磁通量變化最快，線圈中的電流方向?yàn)閐→c→b→a，故D錯(cuò)誤．
考點(diǎn)2　 交流電有效值的求解　[能力考點(diǎn)]　
1．有效值的理解交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)定義的，讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，而這個(gè)恒定電流是I，電壓是U，我們就把I，U叫作這個(gè)交變電流的有效值．
[方法歸納]　幾種典型交變電流的有效值
考點(diǎn)3　 交變電流的四值　[基礎(chǔ)考點(diǎn)]
1．交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較
深化理解 本題綜合考查交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的綜合應(yīng)用．線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生交變電流和外電路的電阻形成閉合回路，電壓表顯示的示數(shù)應(yīng)為外電路的路端電壓．
1．(多選)如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝線圈abcd，其電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線O′O恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.若線圈從圖示位置開(kāi)始以角速度ω繞軸O′O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則以下判斷正確的是(　　)
2．(多選)如圖所示，處在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線框MNPQ，以恒定的角速度繞對(duì)角線NQ轉(zhuǎn)動(dòng)．已知MN長(zhǎng)為l1，NP長(zhǎng)為l2，線框電阻為R.t＝0時(shí)刻線框平面與紙面重合，下列說(shuō)法正確的是(　　)
深 度 研 練 · 素 養(yǎng) 提 升
其他電磁感應(yīng)場(chǎng)景產(chǎn)生的交變電流
例3　(2021年湖北名校模擬)(多選)如圖，單匝矩形線圈ab邊長(zhǎng)為20 cm，bc邊長(zhǎng)為10 cm，線圈的兩端接一個(gè)小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律為B＝0.1sin(50πt) T，線圈總電阻r＝1.0 Ω，小燈泡的電阻R＝9.0 Ω，則(　　)
2．(2021年荊門(mén)調(diào)研)(多選)如圖所示，固定平行的長(zhǎng)直導(dǎo)軌M、N放置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌間距L＝1 m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝5 T，方向垂直于導(dǎo)軌平面向下，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)體棒使其在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)，速度隨時(shí)間的變化規(guī)律為v＝2sin(10πt) m/s，導(dǎo)軌與阻值為R＝9 Ω的外電阻相連，已知導(dǎo)體棒的電阻為r＝1 Ω，不計(jì)導(dǎo)軌與電流表的電阻，則下列說(shuō)法正確的是(　　)

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