2.1交变电流

2.1交变电流时间40分钟 分值100分班级：_______ _____组_____号 姓名：______________ 分数：_____________一、选择题（每小题8分，共72分）1.【周经伟】下列如图中为交变电流的是（ ）2.【王永华】下面哪些因素影响交流发电机产生的电动势的最大值（ ） A ．磁感应强度 B ．线圈匝数 C ．线圈面积 D ．线圈转速3. 【伍度平】下列各项叙述正确的是（ ） A.线圈平面和磁感线平行时即为中性面B.线圈平面与磁感线垂直时，磁通量最大，感应电动势最大C.线圈平面与磁感线平行时，磁通量为零，感应电动势最大D.线圈匀速转动，各时刻线速度一样大，各时刻感应电动势也一样大 4．【伍度平】矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，穿过矩形线圈的磁通量Φ-t 图象如图所示，则在时刻（ ）A ．t 1，t 3线圈通过中性面B ．t 2，t 4线圈中磁通量最大C ．t 1，t 3线圈中磁通量变化率最大D ．t2，t 4线圈平面与中性面垂直5. 【伍度平】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，穿过线圈的磁通量先变大后变小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6．【王永华】如图，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，当转到图示位置时( )A．线圈中感应电流的方向为adcbB．穿过线圈的磁通量为0C．穿过线圈的感应电流为0D．穿过线圈的磁通量的变化率为07．【王永华】如图所示为矩形线圈产生交变电流的示意图，若已知N 匝线圈的面积为s，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈绕00′轴旋转的角速度为ω，则从图示位置开始计时线圈产生的瞬时感应电动势的表达式( )A．e=NBSωsinω tB．e=NBSωsin2ω tC．e= NBSωcosω tD. e=NBSωcos2ω t8．【王永华】交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=E m sinω t，如果转子（线圈）的转速n提高1倍，其他条件不变，则电动势的变化规律将变化为（）A．e=E m sin2ω t B．e=2E m sin2ω tC．.e=2E m sin4ω t D.e=2E m sinω t9．【王永华】一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生感应电动势为u=220s i n100πt V，则( )A.它的角速度是100πrad/sB.当t=0时，线圈平面与中性面垂直C.当t=0.005s时，穿过线圈的磁通量最大D.当t=0.005 s时，电动势达到最大值请把选择题答案填写在下表中10、【周经伟】如图所示的100匝矩形线框绕OO′轴匀速转动，角速度为4πrad/s，ab=cd=0.2m，ad=bc=0.1m，线圈总电阻为R=1Ω，磁感应强度B＝1T，试求：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值、感应电流的最大值分别是多少？（2）线圈从图示位置转过30°时感应电动势的瞬时值是多大？（3）从图示时刻开始计时，写出感应电动势的瞬时表达式。

§2.1 交变电流导学案班级：_____ 姓名：______ 组别编号：______ 【学习目标】1．知道什么是交变电流，知道什么是正弦交变电流。

2．知道闭合的线圈在匀强电场中匀速转动，会产生正弦交变电流。

会用图像和公式表示正弦交变电流的规律。

【重点和难点】1．重点是交变电流的产生和变化规律。

2．难点是对交变电流变化规律的理解。

【自主学习】 一、交变电流1．定义：____________________________ _____的电流称为交变电流，简称交流电。

说明：（1）______不变的电流叫直流。

（2）如果_____、_____都不变，则是恒定电流。

2．正弦交变电流（1）定义：电流随时间按______规律变化的交变电流称为正弦交变电流。

（2）正弦交变电流是最简单、最基本的交变电流，发电厂发出的就是__________。

二、正弦交变电流的产生和表述： 1．正弦交变电流的产生闭合矩形线圈在________中，绕____________的轴匀速转动时，线圈中产生的感应电流就是正弦交变电流。

2．交变电流的瞬时表达式： 如图甲所示，N 匝矩形线圈ABCD ，其边长分别为AD ＝l 1，AB ＝l 2，面积S ＝l 1l 2，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO '以角速度ω匀速转动时，从线圈平面与磁场方向垂直的位置开始计时，经时间t ，转过的角度θωt =。

作出其俯视图如图乙所示，在t 时刻，BC 边、AD 边分别切割磁感应线，其速度___v ω= ，产生的感应电动势为e ，则：112___2_________e NBl v NBl === ①设线圈的总电阻为R ，则感应电流为_________ei R==② 由①②两式可以看出，其感应电动势和感应电流的大小和方向都随时间t 做周期性变化，即线圈中的交变电流按____________规律变化，因此这种交变电流叫_________。

二、知识网络第1讲 交变电流的产生和描述★ 一、考情直播1.考纲要求考纲内容能力要求 考向定位 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 1．知道交变电流的产生及其原理 2．理解描述交变电流的物理量以及它们之间的关系、作用 3．掌握交变电流的变化规律及表示方法 新课标考纲对本讲知识均只做了Ⅰ级要求，较旧考纲而言降低了要求，原则上应该不会出现难题、偏题．旧考纲中“正弦交变电流的图象”在新考纲中表述为“交变电流的图象”，则为图象命题拓展了空间．已删除的考点是“电感器、电容器对交变电流的影响”．2．考点整合考点1 交变电流及其产生 描述交变电流的物理量1．交变电流： 和 都随时间做周期性变化的电流即交变电流．2．正（余）弦式交流电：交变电流的产生有很多形式．常见的正（余）弦式交变电流可由线圈在匀强磁场中绕 磁感应强度方向的轴转动产生．若从中性面开始转动则产生 交变电流，从峰值面开始转动则产生 交变电流3．中性面与峰值面：当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做 ．其特点是：与磁场方向垂直，线圈每次经过该面感应电流方向均发生改变．峰值面的特点是：磁通量为 ，但电动势 ．4．描述交变电流的“四值”：①瞬时值：=e ，t I i m ωsin = （从中性面开始计时）②峰值：=m E ，R E I m m /= ③平均值：=E ， RE I = ④有效值：根据电流的 定义。

=E ，2/m I I =（正、余弦交流电）5．周期和频率： 周期ωπ/2=T ， 频率T f /1=， 转速f n =．[特别提醒]：1．书写交变电流的表达式，一定要注意初始平面是中性面还是峰值面．若从中性面开始，则为正弦函数，若从峰值面开始，则为余弦函数。

2．只有正弦式效流电的峰值与有效值才有2倍关系．3．计算电量只能用平均值．而电容耐压值对应的是最大值．[例1]（2008山东滨州）单匝矩形线圈abcd 放在匀强磁场中，如图所示，ab=de =l 1，ad=bc =l 2，从图示位置起以角速度ω绕不同转轴做匀速转动，则 （ ）A ．以OO′为转轴时，感应电动势t l Bl e ωωsin 21=B ．以O 1O 1′为转轴时，感应电动势t l Bl e ωωsin 21=C ．以OO′为转轴时，感应电动势t l Bl e ωωcos 21=D ．以OO′为转轴或以ab 为转轴时，感应电动势)2sin(21πωω+=t l Bl e [解析] 以OO′为转轴时，图示位置相当于是峰值面，根据感应电动势的表达式t E e m ωcos =可知t l Bl e ωωcos 21=，则C 对A 错。

已经将文本间距加为 24磅 第17章:交变电流、知识网络描 述应 用产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的广瞬时值：I= I m sin 3 t 峰值:I m = nsB o /R周期和频率的关系:T=1/f j 图像：正弦曲线. 电感对交变电流的作用：通直流、阻交流，通低频、阻高频 电容对交变电流的作用：通交流、阻直流，通高频、阻低频广原理：电磁感应 变压比：U 1/U 2=n i /n 2「 只有一个副线圈：I i /I 2=n 2/n i变流比:＜电能的输送有多个副线圈：l i n i = l 2n 2= I 3n 3=P 2功率损失：P 损二(j )R 线 P 电压损失：U 损 R 线 远距离输电方式：高压输电 、重、难点知识归纳1.交变电流产生 (一)、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流。

如图i7-i 所示(b )、(c )、(e )所示电流都属于交流，其中按正弦规律变化的交流叫正弦 (b )o t(a)交流。

如图(b )所示。

而(C)图 17-1 图15 1(a )、(d)为直流其中(a )为恒定电流。

i 川Itokt(d)(e )用小写字母x表示，e i u ⑵峰值：即最大的瞬时值。

大写字母表示，U —Im £ mc、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是注意：正弦交流的有效值和峰值之间具有_ I m.2 〔2 U=U2。

=S m ..= U m I£飞‘F=与的关系，非正弦(或(二)、正弦交流的产生及变化规律。

⑴、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。

即正弦交流。

(2) 、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。

这一位置穿过线圈的磁通量最大，但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量变化率为零，线圈中无感应电动势。

(3) 、规律：从中性面开始计时，贝U e=NBS 3 sin « t。