交变电流的产生和描述课标要求

交变电流的产生和描述

本章知识网络

1.交变电流

定义：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。如下图所示（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交流。如图（b）iiiioi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

瞬时值:I=I msinωt

峰值:I m= nsBω/R

描 述

有效值:I?Im/2 周期和频率的关系:T=1/f 图像：正弦曲线

交变电流

应用

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

原理：电磁感应 变压比：U1/U2=n1/n2

只有一个副线圈：I1/I2=n2/n1

有多个副线圈：I1n1= I2n2= I3n3=……

变压器

变流比：

电能的输送

P2）R线 UPR线 电压损失：U损?U功率损失：P损?（远距离输电方式：高压输电

otottdotot(a)(b)(c)图151(d)(e)

所示。而（a）、(d)为直流其中（a）为恒定电流。 2.正弦交流的产生及变化规律。

(1)、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

第十章 交变电流 传感器 第29单元 交变电流的产生和描述

1.一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生交变电动势的瞬时表达式为e= 102sin4πt(V),则( )

A.该交变电动势的频率为2Hz B.零时刻线圈平面与磁场垂直 C.t=0.25s时,e达到最大值

D.在1s时间内,线圈中电流方向改变100次

2.交流发电机在工作时产生的电压的表达式为u＝Um sin ωt，保持其他条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时电压的变化规律变为（ ） A.4Um sin ωt B.4Um sin2 ωt C.2Um sin ωt D.Um sin ωt 3.一个矩形线圈的匝数为N匝,线圈面积为S ,在磁感应强度为B的匀强磁场中以ω的角速度绕垂直磁感线的轴匀速转动,开始时,线圈平面与磁场平行.对于它产生的交变电动势,下列判断正确的是( )

A.瞬时值表达式为e=NBSωsinωt B.有效值为

122NBSω

C.平均值为1NBSω

D.频率为2πω

4.如图所示,正弦波和方波交变电流的最大值相等,周期也相等,现把它们通入完全相同的电阻,则在相同的时间(远大于周期)内,两电阻发热之比Q甲/Q乙等

???线????○???? ???线????○????

2013-2014学年度北京师范大学万宁附属中学

交变电流的产生与表达式专项训练卷

考试范围：交以电流；命题人：孙炜煜；审题人：王占国

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

请点击修改第I卷的文字说明 ??○ __○?___?_?___??__?：?号?订考_订_?___??___??___??：级?○班_○?___?_?__?_?___??：名?装姓装_?__?_?___??___??_:校?○学○????????外内????????○○???????? 评卷人 得分 一、选择题（题型注释）

1．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图乙所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图象如图甲所示，已知发电机线圈内阻为1.0?，外接一只电阻为9.0?的灯泡，则

A．电压表V的示数为20V

B．电路中的电流方向每秒改变5次 C．灯泡实际消耗的功率为36W

D．值电动势随时间变化的瞬时表达式为e?20cos5?t(V) 【答案】C 【解析】

试题分析：观察甲图可知，正弦交流电Em?202v，可知有效

第十章 交变电流 传感器 第29单元 交变电流的产生和描述

1.一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生交变电动势的瞬时表达式为e= 102sin4πt(V),则( )

A.该交变电动势的频率为2Hz B.零时刻线圈平面与磁场垂直 C.t=0.25s时,e达到最大值

D.在1s时间内,线圈中电流方向改变100次

2.交流发电机在工作时产生的电压的表达式为u＝Um sin ωt，保持其他条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时电压的变化规律变为（ ） A.4Um sin ωt B.4Um sin2 ωt C.2Um sin ωt D.Um sin ωt 3.一个矩形线圈的匝数为N匝,线圈面积为S ,在磁感应强度为B的匀强磁场中以ω的角速度绕垂直磁感线的轴匀速转动,开始时,线圈平面与磁场平行.对于它产生的交变电动势,下列判断正确的是( )

A.瞬时值表达式为e=NBSωsinωt B.有效值为

122NBSω

C.平均值为1NBSω

D.频率为2πω

4.如图所示,正弦波和方波交变电流的最大值相等,周期也相等,现把它们通入完全相同的电阻,则在相同的时间(远大于周期)内,两电阻发热之比Q甲/Q乙等

练案[31] 交变电流的产生及描述

一、选择题(本题共10小题，1～6题为单选，7～10题为多选)

1．(2018·福建省宁德市高三上学期期末)阻值为R的电炉丝通以大小为I的恒定电流时其电功率为P，当把它接在某正弦交流电源两端时其电功率也为P。则该交流电源电压的最大值为导学号 21993264( B )

A．2

IR 2

B．2IR D．2IR

C．IR

[解析] 电炉丝通以大小为I的恒定电流时，经t时间内产生的热量为Q，则有：Q＝

Pt＝I2Rt；电炉丝接在某正弦交流电源两端时，经t时间内产生的热量为Q′，则有：Q′＝

22

Pt＝I2有Rt，根据热效应有：Q＝Q′，即IRt＝I有Rt，解得：I有＝I，则电压的有效值为U有

＝I有R＝IR，故该交流电源电压的最大值为Um＝2U有＝2IR，选B。

2．(2018·河北省巨鹿县高三上学期期中试题)如图甲所示是一台交流发电机构造示意图，产生交变电流的感应电动势随时间变化的正弦规律如图乙。发电机线圈电阻为1Ω，外接电阻为4Ω，则导学号 21993265( C )

A．线圈转速为50r/s B．电压表的示数是4V C．负载电阻的电功率为2W

D．线圈转速加倍，电压表读数变为原来的4倍

1

[解析] 由图象可

物理教学课例

【课题名称】：人教版物理选修3-2第五章第二节：

描述交变电流的物理量

【课题背景】：

一， 教学背景

本教学课例是在2013-2014学年度第二学期，庆阳第一中学高二（12）班进行的。我校的课堂教学主要实施的是“九段达标教学法”，体现了新课改的教学思想，凸显了以学生为主体的教学理念，极大地发挥了学生在学习中的主观能动性，有效地培养了学生的创新能力，在一定程度上也有效地树立了学生的正确价值观念。在“九段达标教学法”的开展中，该班的学生思维敏捷，课堂活动能力强，加之教师可以灵活地运用新的教学法，这些对本节内容的开展都是很有利的。

二， 教材内容及学情介绍

本章的标题是交变电流，所以学习任务会依照这一主题展开。在第一节，学生已经学习了交变电流的概念，并且了解了正弦式交变电流的产生过程，得到了正弦式交变电流的变化规律及对应的表达式。正弦式交变电流的大小和方向都随时间进行周期性变化，所以描述这种交变电流需要借助一些物理量，本节内容就是介绍这些物理量，其主要有：周期和频率，峰值和有效值，相位等。

学生对交变电流的知识内容是第一次学到，第一节的内容经过两节课的学习，大部分学生已经掌握的很好了。在这节内容的巩固作用之下，相信学生对交变电流已经

同一天涛涛涛涛鹅鹅鹅5.1 交变电流的产生及其描述

一、基础练

1．对于图1所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列描述正确的是( )

图1

A．电流的大小变化，方向也变化，是交变电流 B．电流的大小变化，方向不变，不是交变电流 C．电流的大小不变，方向不变，是直流电 D．电流的大小不变，方向变化，是交变电流

2．如图2所示，一面积为S的单匝矩形线圈处于有界磁场中，能使线圈中产生交变电流的是( )

图2

A．将线圈水平向右匀速拉出磁场 B．使线圈以OO′为轴匀速转动 C．使线圈以ab为轴匀速转动 D．磁场以B＝B0sin ωt规律变化 3．标有“220 V,0.5 μF”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用( ) A．220sin 100πt V B．220 V的照明电路中 C．380 sin 100πt V D．380 V的动力电路中

4．在电路的M、N间加一如图3所示的正弦交流电，负载电阻为100 Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为( )

图3

A．220 V,2.20 A B．311 V,2.20 A

考点38 交变电流的产生及描述

考点名片

考点细研究：(1)交变电流的产生；(2)交变电流的图象；(3)正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值等。其中考查到的如：2016年全国卷Ⅲ第21题、2015年四川高考第4题、2014年天津高考第7题、2013年山东高考第17题、2013年福建高考第15题等。

备考正能量：本考点一般以选择题形式考查，命题多集中于考查基本概念，如交变电流的峰值、有效值、频率等。命题常结合交变电流的图象考查有效值的计算，单独考查交变电流产生的较少，通常和变压器结合考查。

一、基础与经典

1．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )

A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C．线框产生的交变电动势有效值为311 V D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz 答案 B

解析 线框中感应电动势与磁通量的变化率成正比，而t＝0.005 s时e最大，A错误。

t＝0.01 s时e＝0，B正确。电动势有效值E＝311×

1

频率f＝＝50 Hz，D错误。

2

V≈220 V，C错误。周期T＝0.02 s，2

T2.

2011高考物理一轮复习成套课时练习

选修3-2 第十章 第1单元 交变电流的产生及描述

[课时作业]

一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，在每小题给出的四个选项中，只

有一项是符合题目要求的)

1．一正弦式电流的电压随时间变化的规律如图1所示．由图可知 ( )

图1

A．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u＝100sin(25t)V B．该交变电流的频率为50 Hz

C．该交变电流的电压的有效值为1002 V

D．若将该交流电压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W 解析：从图中可知，交变电流周期T＝4×102 s，峰值电压Um＝100 V，故交变电流

－

U1

的频率fT＝25 Hz，有效值U＝502 V．加在R＝100 Ω的电阻上时的热功

2U22π

率P＝R＝50 W，瞬时值表达式u＝UmsinT＝100sin(50πt) V，故正确选项为D. 答案：D

2．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产生的交流电动势的最大值为Em.设t＝0时线圈平面与磁场平行，当线圈的匝数增加一倍，转速也增大一倍，

2011高考物理一轮复习成套课时练习

其他条件不变时，交变电流的电动势表达式为