【教和学】2014高考物理总复习教案59：-交变电流的产生与描述.docVIP

考点内容 要求 说明 考纲解读交变电流；描述交变电流的物理量和图象 Ⅰ 1.高考对本章的考查多集中在变压器的原理及其应用、交流电的有效值、平均值和远距离输电等知识的理解和应用上．题型多为选择题．由于变压器与电能的输送密切相关，贴近生活实际，触及能源利用的社会热点，符合贴近现实突出能力的命题趋势，仍不失为备考的重点 2．预计高考中，对交变电流的考查仍集中在上述知识点上，但是交变电流的有关知识与其他知识有很多的结合点，如电路结构分析、电路的动态分析、电功、电功率的计算、带电粒子在交变电场中的运动等，所以在今后的考查中可能在大综合题中体现对交变电流的考查. 正弦交变电流的函数表达式 Ⅰ 电感和电容对交变电流的影响 Ⅰ 理想变压器 Ⅱ 限于单相理想变压器 电能的输送 Ⅰ 传感器 Ⅰ 考纲解读 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． 1． [交变电流的产生和变化规律]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 解析　依据交流电的变化规律可知，如果从中性面开始计时，有e＝Emsin ωt和i＝Imsin ωt；如果从垂直于中性面的位置开始计时，有e＝Emcos ωt和i＝Imcos ωt.不难看出：线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，感应电动势的方向也改变一次；线圈每转动一周，感应电流的方向和感应电动势的方向都改变两次．故正确答案为C. 2． [描述交变电流的物理量]小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图1所示．此线圈与一个R＝10 Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是(　　) A．交变电流的周期为0.125 s图1 B．交变电流的频率为8 Hz C．交变电流的有效值为 A D．交变电流的最大值为4 A 答案　C 解析　由题图可知，交变电流的周期为0.250 s，频率为4 Hz，交变电流的最大值为 A＝2 A，有效值为 A＝ A，所以应选C. 3． [有效值的计算]电阻R1、R2与交流电源按照如图2甲所示方式连接，R1＝10 Ω、R2＝20 Ω.合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示．则(　　) 图2 A．通过R1的电流的有效值是1.2 A B．R1两端的电压有效值是6 V C．通过R2的电流的有效值是1.2 A D．R2两端的电压有效值是6 V 答案　B 解析　由题图知流过R2交流电电流的最大值I2m＝0.6 A，有效值I2＝＝0.6 A，故选项C错误；由U2m＝I2mR2＝12 V知，U2＝12 V，选项D错误；因串联电路电流处处相同，则I1m＝0.6 A，电流的有效值I1＝＝0.6 A，故选项A错误；由U1＝I1R1＝6 V，故选项B正确． 考点梳理 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3(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． 图3 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：T＝或f＝. 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