高考物理復(fù)習(xí)第十一章交變電流傳感器第1講交變電流的產(chǎn)生和描述課件

內(nèi)容索引基礎(chǔ)知識梳理命題點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律命題點(diǎn)二

交流電有效值的求解命題點(diǎn)三交變電流“四值”的理解和計(jì)算課時(shí)作業(yè)內(nèi)容索引基礎(chǔ)命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三課時(shí)作業(yè)基礎(chǔ)知識梳理1基礎(chǔ)知識梳理1一、交變電流及其產(chǎn)生和圖象1.交變電流(1)定義：大小和

都隨時(shí)間做周期性變化的電流.(2)圖象：如圖甲、乙、丙、丁所示都屬于交變電流.其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫

交變電流，如圖甲所示.方向正弦式一、交變電流及其產(chǎn)生和圖象方向正弦式32.正弦交變電流的產(chǎn)生和圖象(1)產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場里，線圈繞垂直于

方向的軸勻速轉(zhuǎn)動.(2)兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)：①線圈平面與中性面重合時(shí)，S⊥B，Φ最

，

＝0，e＝0，i＝0，電流方向?qū)?/p>

.②線圈平面與中性面垂直時(shí)，S∥B，Φ＝0，

，e最大，i最大，電流方向

.磁場大最大不改變發(fā)生改變2.正弦交變電流的產(chǎn)生和圖象磁場大最大不改變發(fā)生改變4(3)電流方向的改變：線圈通過中性面時(shí)，電流方向

，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)圖象：用以描述交變電流隨時(shí)間變化的規(guī)律，如果線圈從

位置開始計(jì)時(shí)，其圖象為正弦曲線.如圖甲、乙所示.發(fā)生改變兩中性面(3)電流方向的改變：線圈通過中性面時(shí)，電流方向5二、正弦式交變電流的描述1.周期和頻率①周期(T)：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時(shí)間，單位是秒(s)，公式T＝.②頻率(f)：交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的

.單位是赫茲(Hz).③周期和頻率的關(guān)系：.次數(shù)二、正弦式交變電流的描述次數(shù)62.正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))①電動勢e隨時(shí)間變化的規(guī)律：e＝Emsinωt，其中ω等于線圈轉(zhuǎn)動的角速度，Em＝

.②負(fù)載兩端的電壓u隨時(shí)間變化的規(guī)律：u＝umsinωt.③電流i隨時(shí)間變化的規(guī)律：i＝Imsinωt.nBSω2.正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))n73.交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值①瞬時(shí)值：交變電流某一時(shí)刻的值，是時(shí)間的函數(shù).②峰值：交變電流(電流、電壓或電動勢)所能達(dá)到的最大的值，也叫最大值.③有效值：跟交變電流的

等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值.對正弦交流電，其有效值和峰值的關(guān)系為： .熱效應(yīng)3.交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值熱效應(yīng)8深度思考如圖甲、乙、丙、丁、戊所示，把5個(gè)面積相同的線圈放入同一勻強(qiáng)磁場中，繞不同的軸轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值是否相同？為什么？答案深度思考深度思考答案深度思考9相同，因?yàn)楦袘?yīng)電動勢的最大值Em＝nBSω，與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)，與線圈的形狀無關(guān).相同，因?yàn)楦袘?yīng)電動勢的最大值Em＝nBSω，與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)101.判斷下列說法是否正確.(1)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，一定會產(chǎn)生正弦式交變電流.(

)(2)線圈在磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動的過程中穿過線圈的磁通量最大時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也最大.(

)(3)有效值公式I＝

適用于任何交變電流.(

)(4)交流電氣設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值是交變電流的有效值.(

)(5)交流電壓表和電流表測量的是交流電的平均值.(

)(6)我國使用的交變電流周期是0.02s，電流方向每秒改變50次.(

)×√××××基礎(chǔ)題組自測1.判斷下列說法是否正確.×√××××基礎(chǔ)題組自測112.(多選)關(guān)于中性面，下列說法正確的是A.線圈在轉(zhuǎn)動中經(jīng)中性面位置時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變

化率為零B.線圈在轉(zhuǎn)動中經(jīng)中性面位置時(shí)，穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變

化率最大C.線圈每經(jīng)過一次中性面，感應(yīng)電流的方向就改變一次D.線圈每轉(zhuǎn)動一周經(jīng)過中性面一次，所以線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的

方向就改變一次答案√√2.(多選)關(guān)于中性面，下列說法正確的是答案√√123.(多選)圖甲為交流發(fā)電機(jī)的原理圖，正方形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，電流表為理想交流電表，線圈中產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間的變化如圖乙所示，則A.電流表的示數(shù)為10AB.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50rad/sC.0.01s時(shí)線圈平面和磁場平行D.0.01s時(shí)線圈的磁通量變化率為0答案√√3.(多選)圖甲為交流發(fā)電機(jī)的原理圖，正方形線圈在勻強(qiáng)磁場中134.(魯科版選修3－2P61第1題)兩只相同的電阻，分別通以正弦波形的交流電和方波形的交流電，兩種交流電的最大值相等，且周期相等(如圖所示).在正弦波形交流電的一個(gè)周期內(nèi)，正弦波形的交流電在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為Q1，其與方波形交流電在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q2之比Q1∶Q2等于A.1∶1 B.2∶1C.1∶2 D.4∶3答案√4.(魯科版選修3－2P61第1題)兩只相同的電阻，分別通以145.(魯科版選修3－2P61第2題)(多選)在兩塊金屬板上加交變電壓u＝Umsint，當(dāng)t＝0時(shí)，板間有一個(gè)帶電粒子正處于靜止?fàn)顟B(tài)，下面關(guān)于帶電粒子以后的運(yùn)動情況的判斷正確的是A.t＝T時(shí)，帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)B.帶電粒子始終向一個(gè)方向運(yùn)動C.t＝

時(shí)，帶電粒子將有最大速度D.t＝

時(shí)，帶電粒子位移最大答案√√5.(魯科版選修3－2P61第2題)(多選)在兩塊金屬板上加152命題點(diǎn)一

交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律2命題點(diǎn)一1.交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))規(guī)律物理量函數(shù)表達(dá)式圖象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt電動勢e＝Emsinωt＝nBSωsinωt1.交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))規(guī)律函數(shù)17規(guī)律物理量函數(shù)表達(dá)式圖象電壓u＝Umsinωt＝

sinωt電流i＝Imsinωt＝

sinωt規(guī)律函數(shù)表達(dá)式圖象電壓u＝Umsinωt＝182.交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的書寫(1)確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象讀出或由公式Em＝nBSω求出相應(yīng)峰值.(2)明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式.如：①線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則i－t圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imsinωt.②線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則i－t圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imcosωt.2.交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的書寫19(多選)(2016·全國Ⅲ卷·21)如圖，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面.現(xiàn)使線框M、N在t＝0時(shí)從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，則A.兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交流電B.兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC.在t＝

時(shí)，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等D.兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí)，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流

的有效值也相等【例1】答案解析分析√√

(多選)(2016·全國Ⅲ卷·21)20題組階梯突破1.(2015·四川理綜·4)小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共N匝，每匝可簡化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場視為勻強(qiáng)磁場，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈繞OO′勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示.矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0，不計(jì)線圈電阻，則發(fā)電機(jī)輸出電壓A.峰值是e0 B.峰值是2e0C.有效值是

Ne0 D.有效值是

Ne0答案分析√題眼題組階梯突破1.(2015·四川理綜·4)小型手搖發(fā)電機(jī)線圈212.(多選)圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場，

為交流電流表.線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖甲所示位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示.以下判斷正確的是A.電流表的示數(shù)為10AB.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/sC.t＝0.01s時(shí)，線圈平面與磁場

方向平行D.t＝0.02s時(shí)，電阻R中電流的方

向自右向左答案√√解析有效值ImT分析2.(多選)圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁22電流表測量的是電路中電流的有效值I＝10A，選項(xiàng)A正確.由題圖乙可知，T＝0.02s，所以ω＝

＝100πrad/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.t＝0.01s時(shí)，電流最大，線圈平面與磁場方向平行，選項(xiàng)C正確.t＝0.02s時(shí)，線圈所處的狀態(tài)就是圖示狀況，此時(shí)R中電流的方向自左向右，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.電流表測量的是電路中電流的有效值I＝10A，選項(xiàng)A正確.233.(多選)(2014·天津·7)如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖乙中曲線a、b所示，則A.兩次t＝0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B.曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2∶3C.曲線a表示的交變電動勢頻率為25HzD.曲線b表示的交變電動勢有效值為10V√√答案解析3.(多選)(2014·天津·7)如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場中，24Ta：Tb=2∶3，na：nb=3∶2，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤.Ta＝4×10－2s，fa＝

＝25Hz，故C選項(xiàng)正確.交變電動勢的最大值Em＝nBSω，Ema∶Emb＝ωa∶ωb＝3∶2，即Emb＝

Ema＝10V，E有b＝

，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.Ta：Tb=2∶3，na：nb=3∶2，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤.253命題點(diǎn)二

交流電有效值的求解3命題點(diǎn)二1.交變電流有效值的規(guī)定：交變電流、恒定電流I直分別通過同一電阻R，在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱分別為Q交、Q直，若Q交＝Q直，則交變電流的有效值I＝I直(直流有效值也可以這樣算).2.對有效值的理解：(1)交流電流表、交流電壓表的示數(shù)是指有效值；(2)用電器銘牌上標(biāo)的值(如額定電壓、額定功率等)指的均是有效值；(3)計(jì)算熱量、電功率及保險(xiǎn)絲的熔斷電流指的是有效值；(4)沒有特別加以說明的，是指有效值；(5)“交流的最大值是有效值的

倍”僅用于正弦式電流.3.交流電通過電阻產(chǎn)生的焦耳熱的計(jì)算只能用交變電流的有效值(不能用平均值)求解，求解電荷量時(shí)只能用交變電流的平均值(不能用有效值)計(jì)算.1.交變電流有效值的規(guī)定：交變電流、恒定電流I直分別通過同一27

一個(gè)匝數(shù)為100匝，電阻為0.5Ω的閉合線圈處于某一磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，從某時(shí)刻起穿過線圈的磁通量按圖所示規(guī)律變化.則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為A.5A B.2AC.6A D.5A【例2】答案解析√一個(gè)匝數(shù)為100匝，電阻為0.28

如圖所示電路，電阻R1與電阻R2串聯(lián)接在交變電源上，且R1＝R2＝10Ω，正弦交流電的表達(dá)式為u＝20sin100πt(V)，R1和理想二極管D(正向電阻可看做零，反向電阻可看做無窮大)并聯(lián)，則R2上的電功率為A.10W B.15WC.25W D.30W【例3】答案解析分析√題眼

如圖所示電路，電阻R1與電阻R229高考物理復(fù)習(xí)第十一章交變電流傳感器第1講交變電流的產(chǎn)生和描述課件30計(jì)算交變電流有效值的方法1.計(jì)算有效值時(shí)要根據(jù)電流的熱效應(yīng)，抓住“三同”；“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解.2.分段計(jì)算電熱求和得出一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量.3.利用兩個(gè)公式Q＝I2Rt和Q＝

t可分別求得電流有效值和電壓有效值.4.若圖象部分是正弦(或余弦)式交變電流，其中的(但必須是從零至最大值或從最大值至零)和

周期部分可直接應(yīng)用正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系

求解.方法感悟計(jì)算交變電流有效值的方法方法感悟31題組階梯突破4.(多選)如圖所示，某電路上接有保險(xiǎn)絲、交流電壓表、“220V

900W”的電飯鍋及“220V

200W”的抽油煙機(jī).現(xiàn)接入u＝311sin100πt(V)的交流電，下列說法正確的是A.交流電壓表的示數(shù)為311VB.1s內(nèi)流過保險(xiǎn)絲的電流方向改變100次C.電飯鍋的熱功率是抽油煙機(jī)熱功率的4.5倍D.為保證電路正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于5A答案解析√√題組階梯突破4.(多選)如圖所示，某電路上接有保險(xiǎn)絲、交流電32由u＝311sin100πt(V)知，電壓最大值Um＝311V，f＝

Hz＝50Hz,1s內(nèi)電流方向改變100次，電壓有效值為U＝

＝220V，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；電飯鍋的功率為抽油煙機(jī)功率的4.5倍，但抽油煙機(jī)不是純電阻元件，其熱功率小于200W，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電路正常工作時(shí)的總功率P＝1100W，有

＝5A，故選項(xiàng)D正確.由u＝311sin100πt(V)知，電壓最大值Um＝31335.在如圖甲所示的電路中，D為理想二極管(正向電阻為零，反向電阻為無窮大).R1＝30Ω，R2＝60Ω，R3＝10Ω.在MN間加上如圖乙所示的交變電壓時(shí)，R3兩端電壓表的讀數(shù)大約是A.3V B.3.5V C.4V D.5V答案√5.在如圖甲所示的電路中，D為理想二極管(正向電阻為零，反向344命題點(diǎn)三

交變電流“四值”的理解和計(jì)算4命題點(diǎn)三交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值e＝Emsinωti＝Imsinωt計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況峰值最大的瞬時(shí)值Em＝nBSωIm＝討論電容器的擊穿電壓交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理含義重36有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值E＝U＝I＝適用于正(余)弦式交變電流(1)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)(2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是有效值(3)保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值E＝(1)計(jì)算與電37平均值交變電流圖象中圖線與時(shí)間軸所夾的面積與時(shí)間的比值計(jì)算通過電路橫截面的電荷量平均值交變電流圖象中圖線與時(shí)間軸所夾的面積與時(shí)間的比值計(jì)算通38【例4】如圖所示，N＝50匝的矩形線圈abcd，ab邊長l1＝20cm，ad邊長l2＝25cm，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T的勻強(qiáng)磁場中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO′軸以n＝3000r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，線圈電阻r＝1Ω，外電路電阻R＝9Ω，t＝0時(shí)線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里.求：(1)t＝0時(shí)感應(yīng)電流的方向；(2)感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；(3)線圈轉(zhuǎn)一圈外力做的功；(4)從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中流過電阻R的電荷量.解析分析答案e＝314cos(100πt)V答案98.6J答案0.1C感應(yīng)電流方向沿adcba答案題眼【例4】如圖所示，N＝50匝的矩形線圈abcd，ab邊長l39(1)根據(jù)右手定則，線圈感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba.(2)線圈的角速度ω＝2πn＝100πrad/s圖示位置的感應(yīng)電動勢最大，其大小為Em＝NBl1l2ω代入數(shù)據(jù)得Em＝314V感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Emcosωt＝314cos(100πt)V.(1)根據(jù)右手定則，線圈感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba.40(3)電動勢的有效值E＝線圈勻速轉(zhuǎn)動的周期T＝

＝0.02s線圈勻速轉(zhuǎn)動一圈，外力做功大小等于電功的大小，即W＝I2(R＋r)T＝·T代入數(shù)據(jù)得W≈98.6J.(3)電動勢的有效值E＝41(4)從t＝0起線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中，Δt內(nèi)流過R的電荷量：代入數(shù)據(jù)得q＝0.1C.(4)從t＝0起線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中，Δt內(nèi)流過R的電荷量42題組階梯突破6.(多選)如圖所示，邊長為L的正方形單匝線圈abcd，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OO′恰好位于勻強(qiáng)磁場的邊界線上，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若線圈從圖示位置開始，以角速度ω繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動，則以下判斷正確的是A.圖示位置線圈中的感應(yīng)電動勢最大為Em＝BL2ωB.閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝

BL2ωsinωtC.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，流過電阻R的電荷量為q＝D.線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝答案解析√√有效面積分析題組階梯突破6.(多選)如圖所示，邊長為L的正方形單匝線圈a43圖示位置線圈中的感應(yīng)電動勢最小，為零，A錯(cuò)誤.若線圈從圖示位置開始轉(zhuǎn)動，e＝

BL2ωsinωt，B正確.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，q，C錯(cuò)誤.圖示位置線圈中的感應(yīng)電動勢最小，為零，A錯(cuò)誤.447.如圖甲所示為一臺小型發(fā)電機(jī)的示意圖，單匝線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動.若從中性面開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的電動勢隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示.已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1.0Ω，外接燈泡的電阻為9.0Ω.求：(1)寫出流經(jīng)燈泡的瞬時(shí)電流的表達(dá)式；答案解析

7.如圖甲所示為一臺小型發(fā)電機(jī)的示意圖，單匝線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動.452.7×10－2Wb(2)轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的最大磁通量；答案解析ω＝100πrad/s，2.7×10－2Wb(2)轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的最大磁通量；46(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中，外力所做的功.答案解析7.2×10－2J(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中，外力所做的功.答案解析7.247課時(shí)作業(yè)5課時(shí)作業(yè)51.一交流電壓為u＝100sin(100πt)V，由此表達(dá)式可知A.用電壓表測該電壓其示數(shù)為50VB.該交流電壓的周期為0.02sC.將該電壓加在“100V

100W”的燈泡兩端，燈泡的實(shí)際功率小于100WD.t＝s時(shí)，該交流電壓的瞬時(shí)值為50V答案解析√12345678910111.一交流電壓為u＝100sin(100πt)49電壓有效值為100V，故用電壓表測該電壓其示數(shù)為100V，A項(xiàng)錯(cuò)誤；ω＝100πrad/s，則周期T＝

＝0.02s，B項(xiàng)正確；該電壓加在“100V

100W”的燈泡兩端，燈泡恰好正常工作，C項(xiàng)錯(cuò)；t＝

s代入瞬時(shí)值表達(dá)式得電壓的瞬時(shí)值為100V，D項(xiàng)錯(cuò).1234578910116電壓有效值為100V，故用電壓表測該電壓其示數(shù)為100V502.(多選)一只閉合的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化圖象如圖所示，則下列說法正確的是A.t＝0時(shí)刻線圈平面與中性面重合B.t＝0.1s時(shí)刻，穿過線圈平面的磁通量的變化率最大C.t＝0.2s時(shí)刻，線圈中有最大感應(yīng)電動勢D.若轉(zhuǎn)動周期減小一半，則電動勢也減一半答案解析√√12345789101162.(多選)一只閉合的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸51矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)以線圈通過中性面時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，感應(yīng)電動勢瞬時(shí)表達(dá)式為e＝Emsinωt，由題圖可知Φ＝Φmcosωt，當(dāng)Φ最大時(shí)，e＝

＝0即e＝0，當(dāng)Φ＝0時(shí)，

為最大即e＝Em.所以A、B正確，C錯(cuò)誤；由Em＝NBSω可知，周期減半時(shí)角速度增大一倍，則電動勢就增大一倍，故D錯(cuò)誤.1234578910116矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)以線圈通過中性面時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)523.矩形線圈abcd在如圖所示的磁場中以恒定的角速度ω繞ab邊轉(zhuǎn)動，磁場方向垂直紙面向里，其中ab邊左側(cè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是右側(cè)磁場的2倍.在t＝0時(shí)刻線圈平面與紙面重合，且cd邊正在向紙外轉(zhuǎn)動.規(guī)定圖示箭頭方向?yàn)殡娏髡较?，則線圈中電流隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線應(yīng)是答案√12345789101163.矩形線圈abcd在如圖所示的磁場中以恒定的角速度ω繞ab534.如圖所示，表示一交流電的電流隨時(shí)間而變化的圖象，此交流電的有效值是A.5A B.3.5AC.3.5A D.5A答案√12345789101164.如圖所示，表示一交流電的電流隨時(shí)間而變化的圖象，此交流電545.(多選)如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí)，燈泡L能發(fā)光.要使燈泡變亮，可以采取的方法有A.向下滑動PB.增大交流電源的電壓C.增大交流電源的頻率D.減小電容器C的電容答案解析√√12345789101165.(多選)如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當(dāng)副線圈55向下滑動P時(shí)，副線圈的匝數(shù)變少，由理想變壓器的電壓關(guān)系可知，副線圈兩端的電壓變小，燈泡變暗，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；增大交流電源的電壓，由理想變壓器的電壓關(guān)系可知，副線圈兩端的電壓增大，燈泡變亮，選項(xiàng)B正確；電壓不變，增大交流電源的頻率，電容器的容抗減小，電路中的電流變大，燈泡變亮，選項(xiàng)C正確；減小電容器的電容，電容器的容抗增大，電路中的電流減小，燈泡變暗，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.1234578910116向下滑動P時(shí)，副線圈的匝數(shù)變少，由理想變壓器的電壓關(guān)系可知，566.如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1，L1和L2是相同型號的白熾燈，L1與電容器C串聯(lián)，L2與帶鐵芯的線圈L串聯(lián)，

為交流電壓表.當(dāng)原線圈接有如圖乙所示的正弦交變電壓時(shí)，兩只燈泡的亮度相同，則A.與副線圈并聯(lián)的電壓表在t＝1×10－2s時(shí)的示數(shù)為0B.與副線圈并聯(lián)的電壓表在t＝0.5×10－2s時(shí)的示數(shù)為22VC.當(dāng)原線圈所接正弦交變電壓的頻率變?yōu)?00Hz時(shí)，燈泡L1變亮，燈泡L2變暗D.當(dāng)原線圈所接交變電壓的頻率變?yōu)?00Hz時(shí)，燈泡L1變暗，燈泡L2變亮√答案解析12345789101166.如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝10∶57與副線圈并聯(lián)的電壓表顯示的數(shù)據(jù)為副線圈兩端電壓的有效值，在不改變其他條件時(shí)，其示數(shù)不變?yōu)?/p>

＝22V，A、B錯(cuò)；正弦交變電壓原頻率為f＝

＝50Hz，當(dāng)f′＝100Hz時(shí)，容抗XC＝

減小，L1中電流增大，功率增大，燈泡變亮，感抗XL＝2πfL增大，L2中電流減小，功率減小，燈泡變暗，C對，D錯(cuò).1234578910116與副線圈并聯(lián)的電壓表顯示的數(shù)據(jù)為副線圈兩端電壓的有效值，在不587.如圖甲所示，標(biāo)有“220V

40W”的燈泡和標(biāo)有“20μF

300V”的電容器并聯(lián)到交流電源上，

為交流電壓表，交流電源的輸出電壓如圖乙所示，閉合開關(guān).下列判斷正確的是A.t＝

時(shí)刻，

的示數(shù)為零B.燈泡恰好正常發(fā)光C.電容器不可能被擊穿D.的示數(shù)保持110V不變答案解析√12345789101167.如圖甲所示，標(biāo)有“220V40W”的燈泡和標(biāo)有“259

的示數(shù)應(yīng)是電壓的有效值220V，故A、D錯(cuò)；電壓的有效值恰好等于燈泡的額定電壓，燈泡正常發(fā)光，B正確；電壓的峰值Um＝220V≈311V，大于電容器的耐壓值，故電容器有可能被擊穿，C錯(cuò).1234578910116的示數(shù)應(yīng)是電壓的有效值220V，故A、D錯(cuò)；1608.如圖所示，N匝矩形導(dǎo)線框以角速度ω繞對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線框面積為S，線框電阻、電感均不計(jì)，在OO′左側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，外電路接有電阻R和理想電流表

，那么可以確定的是A.從圖示時(shí)刻起，線框產(chǎn)生的瞬時(shí)電動勢為e＝NBωSsinωtB.電流表的示數(shù)I＝

NBSC.R兩端電壓的有效值U＝

NBSD.一個(gè)周期內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量Q＝答案解析√12345789101168.如圖所示，N匝矩形導(dǎo)線框以角速度ω繞對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動6112345789101161234578910116629.如圖甲所示是一種振動發(fā)電裝置的示意圖，一個(gè)半徑r＝0.10m、匝數(shù)n＝20匝的線圈套在永久磁鐵槽中，槽中磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右側(cè)視圖如圖乙所示)，線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為B＝T，線圈的電阻R1＝0.50Ω，它的引出線接有R2＝9.50Ω的小燈泡L，

為理想交流電流表.當(dāng)線圈框架的P端在外力作用下沿軸線做往復(fù)運(yùn)動，便有電流通過燈泡.若線圈往復(fù)運(yùn)動的規(guī)律如圖丙所示(v取向右為正)，則下列判斷正確的是12345789101169.如圖甲所示是一種振動發(fā)電裝置的示意圖，一個(gè)半徑r＝0.163A.電流表的示數(shù)為0.24AB.0.01s時(shí)回路中的電流最大C.回路中交流電的頻率為50HzD.0.015s時(shí)燈泡L中電流的方向?yàn)閺腄→L→C答案解析√1234578910116A.電流表的示數(shù)為0.24A答案解析√123457891064由E＝BLv及v－t圖象可知，線圈往復(fù)運(yùn)動所產(chǎn)生的感應(yīng)電流為正弦式交流電，則Em＝nB×2πrvm＝2.4V，電流的有效值

，A錯(cuò)；由圖象可知T＝0.02s，f＝50Hz，C正確；t＝0.01s時(shí)，v＝0，所以

I＝0，B錯(cuò)；t＝0.015s時(shí)，由右手定則可知，電流方向?yàn)镃→L→D，D錯(cuò).1234578910116由E＝BLv及v－t圖象可知，線圈往復(fù)運(yùn)動所產(chǎn)生的感應(yīng)電流為6510.(多選)如圖所示的正方形線框abcd邊長為L，每邊電阻均為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞cd軸以角速度ω轉(zhuǎn)動，c、d兩點(diǎn)與外電路相連，外電路電阻也為r，則下列說法中正確的是A.S斷開時(shí)，電壓表讀數(shù)為

BωL2B.S斷開時(shí)，電壓表讀數(shù)為

BωL2C.S閉合時(shí)，電流表讀數(shù)為

BωL2D.S閉合時(shí)，線框從圖示位置轉(zhuǎn)過

過程中流過電流表的電荷量為答案解析√√123457891011610.(多選)如圖所示的正方形線框abcd邊長為L，每邊電阻661234578910116123457891011667123457891011612345789101166811.如圖所示，一個(gè)半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.M和N是兩個(gè)集流環(huán)，負(fù)載電阻為R，線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求：(1)感應(yīng)電動勢的最大值；答案解析π2Bnr2Em＝BSω＝B··2πn＝π2Bnr2123457891011611.如圖所示，一個(gè)半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速69(2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過

圈的時(shí)間內(nèi)，負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量；答案解析在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過

圈的時(shí)間內(nèi)，1234578910116(2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過圈的時(shí)間內(nèi)，負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量70答案解析在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過

圈的時(shí)間內(nèi)，(3)從圖示位置起轉(zhuǎn)過

圈的時(shí)間內(nèi)，通過負(fù)載電阻R的電荷量；1234578910116答案解析在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過圈的時(shí)間內(nèi)，(3)從圖示位71答案解析設(shè)此交變電動勢在一個(gè)周期內(nèi)的有效值為E′，(4)電流表的示數(shù).1234578910116答案解析設(shè)此交變電動勢在一個(gè)周期內(nèi)的有效值為E′，(4)電流72內(nèi)容索引基礎(chǔ)知識梳理命題點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律命題點(diǎn)二

交流電有效值的求解命題點(diǎn)三交變電流“四值”的理解和計(jì)算課時(shí)作業(yè)內(nèi)容索引基礎(chǔ)命題點(diǎn)一命題點(diǎn)二命題點(diǎn)三課時(shí)作業(yè)基礎(chǔ)知識梳理1基礎(chǔ)知識梳理1一、交變電流及其產(chǎn)生和圖象1.交變電流(1)定義：大小和

都隨時(shí)間做周期性變化的電流.(2)圖象：如圖甲、乙、丙、丁所示都屬于交變電流.其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫

交變電流，如圖甲所示.方向正弦式一、交變電流及其產(chǎn)生和圖象方向正弦式752.正弦交變電流的產(chǎn)生和圖象(1)產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場里，線圈繞垂直于

方向的軸勻速轉(zhuǎn)動.(2)兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)：①線圈平面與中性面重合時(shí)，S⊥B，Φ最

，

＝0，e＝0，i＝0，電流方向?qū)?/p>

.②線圈平面與中性面垂直時(shí)，S∥B，Φ＝0，

，e最大，i最大，電流方向

.磁場大最大不改變發(fā)生改變2.正弦交變電流的產(chǎn)生和圖象磁場大最大不改變發(fā)生改變76(3)電流方向的改變：線圈通過中性面時(shí)，電流方向

，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)圖象：用以描述交變電流隨時(shí)間變化的規(guī)律，如果線圈從

位置開始計(jì)時(shí)，其圖象為正弦曲線.如圖甲、乙所示.發(fā)生改變兩中性面(3)電流方向的改變：線圈通過中性面時(shí)，電流方向77二、正弦式交變電流的描述1.周期和頻率①周期(T)：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時(shí)間，單位是秒(s)，公式T＝.②頻率(f)：交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的

.單位是赫茲(Hz).③周期和頻率的關(guān)系：.次數(shù)二、正弦式交變電流的描述次數(shù)782.正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))①電動勢e隨時(shí)間變化的規(guī)律：e＝Emsinωt，其中ω等于線圈轉(zhuǎn)動的角速度，Em＝

.②負(fù)載兩端的電壓u隨時(shí)間變化的規(guī)律：u＝umsinωt.③電流i隨時(shí)間變化的規(guī)律：i＝Imsinωt.nBSω2.正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))n793.交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值①瞬時(shí)值：交變電流某一時(shí)刻的值，是時(shí)間的函數(shù).②峰值：交變電流(電流、電壓或電動勢)所能達(dá)到的最大的值，也叫最大值.③有效值：跟交變電流的

等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值.對正弦交流電，其有效值和峰值的關(guān)系為： .熱效應(yīng)3.交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值熱效應(yīng)80深度思考如圖甲、乙、丙、丁、戊所示，把5個(gè)面積相同的線圈放入同一勻強(qiáng)磁場中，繞不同的軸轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值是否相同？為什么？答案深度思考深度思考答案深度思考81相同，因?yàn)楦袘?yīng)電動勢的最大值Em＝nBSω，與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)，與線圈的形狀無關(guān).相同，因?yàn)楦袘?yīng)電動勢的最大值Em＝nBSω，與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)821.判斷下列說法是否正確.(1)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，一定會產(chǎn)生正弦式交變電流.(

)(2)線圈在磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動的過程中穿過線圈的磁通量最大時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也最大.(

)(3)有效值公式I＝

適用于任何交變電流.(

)(4)交流電氣設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值是交變電流的有效值.(

)(5)交流電壓表和電流表測量的是交流電的平均值.(

)(6)我國使用的交變電流周期是0.02s，電流方向每秒改變50次.(

)×√××××基礎(chǔ)題組自測1.判斷下列說法是否正確.×√××××基礎(chǔ)題組自測832.(多選)關(guān)于中性面，下列說法正確的是A.線圈在轉(zhuǎn)動中經(jīng)中性面位置時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變

化率為零B.線圈在轉(zhuǎn)動中經(jīng)中性面位置時(shí)，穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變

化率最大C.線圈每經(jīng)過一次中性面，感應(yīng)電流的方向就改變一次D.線圈每轉(zhuǎn)動一周經(jīng)過中性面一次，所以線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的

方向就改變一次答案√√2.(多選)關(guān)于中性面，下列說法正確的是答案√√843.(多選)圖甲為交流發(fā)電機(jī)的原理圖，正方形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，電流表為理想交流電表，線圈中產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間的變化如圖乙所示，則A.電流表的示數(shù)為10AB.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50rad/sC.0.01s時(shí)線圈平面和磁場平行D.0.01s時(shí)線圈的磁通量變化率為0答案√√3.(多選)圖甲為交流發(fā)電機(jī)的原理圖，正方形線圈在勻強(qiáng)磁場中854.(魯科版選修3－2P61第1題)兩只相同的電阻，分別通以正弦波形的交流電和方波形的交流電，兩種交流電的最大值相等，且周期相等(如圖所示).在正弦波形交流電的一個(gè)周期內(nèi)，正弦波形的交流電在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為Q1，其與方波形交流電在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q2之比Q1∶Q2等于A.1∶1 B.2∶1C.1∶2 D.4∶3答案√4.(魯科版選修3－2P61第1題)兩只相同的電阻，分別通以865.(魯科版選修3－2P61第2題)(多選)在兩塊金屬板上加交變電壓u＝Umsint，當(dāng)t＝0時(shí)，板間有一個(gè)帶電粒子正處于靜止?fàn)顟B(tài)，下面關(guān)于帶電粒子以后的運(yùn)動情況的判斷正確的是A.t＝T時(shí)，帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)B.帶電粒子始終向一個(gè)方向運(yùn)動C.t＝

時(shí)，帶電粒子將有最大速度D.t＝

時(shí)，帶電粒子位移最大答案√√5.(魯科版選修3－2P61第2題)(多選)在兩塊金屬板上加872命題點(diǎn)一

交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律2命題點(diǎn)一1.交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))規(guī)律物理量函數(shù)表達(dá)式圖象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt電動勢e＝Emsinωt＝nBSωsinωt1.交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))規(guī)律函數(shù)89規(guī)律物理量函數(shù)表達(dá)式圖象電壓u＝Umsinωt＝

sinωt電流i＝Imsinωt＝

sinωt規(guī)律函數(shù)表達(dá)式圖象電壓u＝Umsinωt＝902.交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的書寫(1)確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象讀出或由公式Em＝nBSω求出相應(yīng)峰值.(2)明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式.如：①線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則i－t圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imsinωt.②線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則i－t圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imcosωt.2.交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的書寫91(多選)(2016·全國Ⅲ卷·21)如圖，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面.現(xiàn)使線框M、N在t＝0時(shí)從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，則A.兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交流電B.兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC.在t＝

時(shí)，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等D.兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí)，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流

的有效值也相等【例1】答案解析分析√√

(多選)(2016·全國Ⅲ卷·21)92題組階梯突破1.(2015·四川理綜·4)小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共N匝，每匝可簡化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場視為勻強(qiáng)磁場，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈繞OO′勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示.矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0，不計(jì)線圈電阻，則發(fā)電機(jī)輸出電壓A.峰值是e0 B.峰值是2e0C.有效值是

Ne0 D.有效值是

Ne0答案分析√題眼題組階梯突破1.(2015·四川理綜·4)小型手搖發(fā)電機(jī)線圈932.(多選)圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場，

為交流電流表.線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖甲所示位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示.以下判斷正確的是A.電流表的示數(shù)為10AB.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/sC.t＝0.01s時(shí)，線圈平面與磁場

方向平行D.t＝0.02s時(shí)，電阻R中電流的方

向自右向左答案√√解析有效值ImT分析2.(多選)圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁94電流表測量的是電路中電流的有效值I＝10A，選項(xiàng)A正確.由題圖乙可知，T＝0.02s，所以ω＝

＝100πrad/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.t＝0.01s時(shí)，電流最大，線圈平面與磁場方向平行，選項(xiàng)C正確.t＝0.02s時(shí)，線圈所處的狀態(tài)就是圖示狀況，此時(shí)R中電流的方向自左向右，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.電流表測量的是電路中電流的有效值I＝10A，選項(xiàng)A正確.953.(多選)(2014·天津·7)如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖乙中曲線a、b所示，則A.兩次t＝0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B.曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2∶3C.曲線a表示的交變電動勢頻率為25HzD.曲線b表示的交變電動勢有效值為10V√√答案解析3.(多選)(2014·天津·7)如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場中，96Ta：Tb=2∶3，na：nb=3∶2，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤.Ta＝4×10－2s，fa＝

＝25Hz，故C選項(xiàng)正確.交變電動勢的最大值Em＝nBSω，Ema∶Emb＝ωa∶ωb＝3∶2，即Emb＝

Ema＝10V，E有b＝

，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.Ta：Tb=2∶3，na：nb=3∶2，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤.973命題點(diǎn)二

交流電有效值的求解3命題點(diǎn)二1.交變電流有效值的規(guī)定：交變電流、恒定電流I直分別通過同一電阻R，在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱分別為Q交、Q直，若Q交＝Q直，則交變電流的有效值I＝I直(直流有效值也可以這樣算).2.對有效值的理解：(1)交流電流表、交流電壓表的示數(shù)是指有效值；(2)用電器銘牌上標(biāo)的值(如額定電壓、額定功率等)指的均是有效值；(3)計(jì)算熱量、電功率及保險(xiǎn)絲的熔斷電流指的是有效值；(4)沒有特別加以說明的，是指有效值；(5)“交流的最大值是有效值的

倍”僅用于正弦式電流.3.交流電通過電阻產(chǎn)生的焦耳熱的計(jì)算只能用交變電流的有效值(不能用平均值)求解，求解電荷量時(shí)只能用交變電流的平均值(不能用有效值)計(jì)算.1.交變電流有效值的規(guī)定：交變電流、恒定電流I直分別通過同一99

一個(gè)匝數(shù)為100匝，電阻為0.5Ω的閉合線圈處于某一磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，從某時(shí)刻起穿過線圈的磁通量按圖所示規(guī)律變化.則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為A.5A B.2AC.6A D.5A【例2】答案解析√一個(gè)匝數(shù)為100匝，電阻為0.100

如圖所示電路，電阻R1與電阻R2串聯(lián)接在交變電源上，且R1＝R2＝10Ω，正弦交流電的表達(dá)式為u＝20sin100πt(V)，R1和理想二極管D(正向電阻可看做零，反向電阻可看做無窮大)并聯(lián)，則R2上的電功率為A.10W B.15WC.25W D.30W【例3】答案解析分析√題眼

如圖所示電路，電阻R1與電阻R2101高考物理復(fù)習(xí)第十一章交變電流傳感器第1講交變電流的產(chǎn)生和描述課件102計(jì)算交變電流有效值的方法1.計(jì)算有效值時(shí)要根據(jù)電流的熱效應(yīng)，抓住“三同”；“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解.2.分段計(jì)算電熱求和得出一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量.3.利用兩個(gè)公式Q＝I2Rt和Q＝

t可分別求得電流有效值和電壓有效值.4.若圖象部分是正弦(或余弦)式交變電流，其中的(但必須是從零至最大值或從最大值至零)和

周期部分可直接應(yīng)用正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系

求解.方法感悟計(jì)算交變電流有效值的方法方法感悟103題組階梯突破4.(多選)如圖所示，某電路上接有保險(xiǎn)絲、交流電壓表、“220V

900W”的電飯鍋及“220V

200W”的抽油煙機(jī).現(xiàn)接入u＝311sin100πt(V)的交流電，下列說法正確的是A.交流電壓表的示數(shù)為311VB.1s內(nèi)流過保險(xiǎn)絲的電流方向改變100次C.電飯鍋的熱功率是抽油煙機(jī)熱功率的4.5倍D.為保證電路正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于5A答案解析√√題組階梯突破4.(多選)如圖所示，某電路上接有保險(xiǎn)絲、交流電104由u＝311sin100πt(V)知，電壓最大值Um＝311V，f＝

Hz＝50Hz,1s內(nèi)電流方向改變100次，電壓有效值為U＝

＝220V，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；電飯鍋的功率為抽油煙機(jī)功率的4.5倍，但抽油煙機(jī)不是純電阻元件，其熱功率小于200W，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電路正常工作時(shí)的總功率P＝1100W，有

＝5A，故選項(xiàng)D正確.由u＝311sin100πt(V)知，電壓最大值Um＝311055.在如圖甲所示的電路中，D為理想二極管(正向電阻為零，反向電阻為無窮大).R1＝30Ω，R2＝60Ω，R3＝10Ω.在MN間加上如圖乙所示的交變電壓時(shí)，R3兩端電壓表的讀數(shù)大約是A.3V B.3.5V C.4V D.5V答案√5.在如圖甲所示的電路中，D為理想二極管(正向電阻為零，反向1064命題點(diǎn)三

交變電流“四值”的理解和計(jì)算4命題點(diǎn)三交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值e＝Emsinωti＝Imsinωt計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況峰值最大的瞬時(shí)值Em＝nBSωIm＝討論電容器的擊穿電壓交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理含義重108有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值E＝U＝I＝適用于正(余)弦式交變電流(1)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)(2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是有效值(3)保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值E＝(1)計(jì)算與電109平均值交變電流圖象中圖線與時(shí)間軸所夾的面積與時(shí)間的比值計(jì)算通過電路橫截面的電荷量平均值交變電流圖象中圖線與時(shí)間軸所夾的面積與時(shí)間的比值計(jì)算通110【例4】如圖所示，N＝50匝的矩形線圈abcd，ab邊長l1＝20cm，ad邊長l2＝25cm，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T的勻強(qiáng)磁場中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO′軸以n＝3000r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，線圈電阻r＝1Ω，外電路電阻R＝9Ω，t＝0時(shí)線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里.求：(1)t＝0時(shí)感應(yīng)電流的方向；(2)感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；(3)線圈轉(zhuǎn)一圈外力做的功；(4)從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中流過電阻R的電荷量.解析分析答案e＝314cos(100πt)V答案98.6J答案0.1C感應(yīng)電流方向沿adcba答案題眼【例4】如圖所示，N＝50匝的矩形線圈abcd，ab邊長l111(1)根據(jù)右手定則，線圈感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba.(2)線圈的角速度ω＝2πn＝100πrad/s圖示位置的感應(yīng)電動勢最大，其大小為Em＝NBl1l2ω代入數(shù)據(jù)得Em＝314V感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Emcosωt＝314cos(100πt)V.(1)根據(jù)右手定則，線圈感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba.112(3)電動勢的有效值E＝線圈勻速轉(zhuǎn)動的周期T＝

＝0.02s線圈勻速轉(zhuǎn)動一圈，外力做功大小等于電功的大小，即W＝I2(R＋r)T＝·T代入數(shù)據(jù)得W≈98.6J.(3)電動勢的有效值E＝113(4)從t＝0起線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中，Δt內(nèi)流過R的電荷量：代入數(shù)據(jù)得q＝0.1C.(4)從t＝0起線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中，Δt內(nèi)流過R的電荷量114題組階梯突破6.(多選)如圖所示，邊長為L的正方形單匝線圈abcd，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OO′恰好位于勻強(qiáng)磁場的邊界線上，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若線圈從圖示位置開始，以角速度ω繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動，則以下判斷正確的是A.圖示位置線圈中的感應(yīng)電動勢最大為Em＝BL2ωB.閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝

BL2ωsinωtC.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，流過電阻R的電荷量為q＝D.線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝答案解析√√有效面積分析題組階梯突破6.(多選)如圖所示，邊長為L的正方形單匝線圈a115圖示位置線圈中的感應(yīng)電動勢最小，為零，A錯(cuò)誤.若線圈從圖示位置開始轉(zhuǎn)動，e＝

BL2ωsinωt，B正確.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，q，C錯(cuò)誤.圖示位置線圈中的感應(yīng)電動勢最小，為零，A錯(cuò)誤.1167.如圖甲所示為一臺小型發(fā)電機(jī)的示意圖，單匝線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動.若從中性面開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的電動勢隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示.已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1.0Ω，外接燈泡的電阻為9.0Ω.求：(1)寫出流經(jīng)燈泡的瞬時(shí)電流的表達(dá)式；答案解析

7.如圖甲所示為一臺小型發(fā)電機(jī)的示意圖，單匝線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動.1172.7×10－2Wb(2)轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的最大磁通量；答案解析ω＝100πrad/s，2.7×10－2Wb(2)轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的最大磁通量；118(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中，外力所做的功.答案解析7.2×10－2J(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動一周的過程中，外力所做的功.答案解析7.2119課時(shí)作業(yè)5課時(shí)作業(yè)51.一交流電壓為u＝100sin(100πt)V，由此表達(dá)式可知A.用電壓表測該電壓其示數(shù)為50VB.該交流電壓的周期為0.02sC.將該電壓加在“100V

100W”的燈泡兩端，燈泡的實(shí)際功率小于100WD.t＝s時(shí)，該交流電壓的瞬時(shí)值為50V答案解析√12345678910111.一交流電壓為u＝100sin(100πt)121電壓有效值為100V，故用電壓表測該電壓其示數(shù)為100V，A項(xiàng)錯(cuò)誤；ω＝100πrad/s，則周期T＝

＝0.02s，B項(xiàng)正確；該電壓加在“100V

100W”的燈泡兩端，燈泡恰好正常工作，C項(xiàng)錯(cuò)；t＝

s代入瞬時(shí)值表達(dá)式得電壓的瞬時(shí)值為100V，D項(xiàng)錯(cuò).1234578910116電壓有效值為100V，故用電壓表測該電壓其示數(shù)為100V1222.(多選)一只閉合的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化圖象如圖所示，則下列說法正確的是A.t＝0時(shí)刻線圈平面與中性面重合B.t＝0.1s時(shí)刻，穿過線圈平面的磁通量的變化率最大C.t＝0.2s時(shí)刻，線圈中有最大感應(yīng)電動勢D.若轉(zhuǎn)動周期減小一半，則電動勢也減一半答案解析√√12345789101162.(多選)一只閉合的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸123矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)以線圈通過中性面時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，感應(yīng)電動勢瞬時(shí)表達(dá)式為e＝Emsinωt，由題圖可知Φ＝Φmcosωt，當(dāng)Φ最大時(shí)，e＝

＝0即e＝0，當(dāng)Φ＝0時(shí)，

為最大即e＝Em.所以A、B正確，C錯(cuò)誤；由Em＝NBSω可知，周期減半時(shí)角速度增大一倍，則電動勢就增大一倍，故D錯(cuò)誤.1234578910116矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)以線圈通過中性面時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)1243.矩形線圈abcd在如圖所示的磁場中以恒定的角速度ω繞ab邊轉(zhuǎn)動，磁場方向垂直紙面向里，其中ab邊左側(cè)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是右側(cè)磁場的2倍.在t＝0時(shí)刻線圈平面與紙面重合，且cd邊正在向紙外轉(zhuǎn)動.規(guī)定圖示箭頭方向?yàn)殡娏髡较?，則線圈中電流隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線應(yīng)是答案√12345789101163.矩形線圈abcd在如圖所示的磁場中以恒定的角速度ω繞ab1254.如圖所示，表示一交流電的電流隨時(shí)間而變化的圖象，此交流電的有效值是A.5A B.3.5AC.3.5A D.5A答案√12345789101164.如圖所示，表示一交流電的電流隨時(shí)間而變化的圖象，此交流電1265.(多選)如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí)，燈泡L能發(fā)光.要使燈泡變亮，可以采取的方法有A.向下滑動PB.增大交流電源的電壓C.增大交流電源的頻率D.減小電容器C的電容答案解析√√12345789101165.(多選)如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當(dāng)副線圈127向下滑動P時(shí)，副線圈的匝數(shù)變少，由理想變壓器的電壓關(guān)系可知，副線圈兩端的電壓變小，燈泡變暗，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；增大交流電源的電壓，由理想變壓器的電壓關(guān)系可知，副線圈兩端的電壓增大，燈泡變亮，選項(xiàng)B正確；電壓不變，增大交流電源的頻率，電容器的容抗減小，電路中的電流變大，燈泡變亮，選項(xiàng)C正確；減小電容器的電容，電容器的容抗增大，電路中的電流減小，燈泡變暗，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.1234578910116向下滑動P時(shí)，副線圈的匝數(shù)變少，由理想變壓器的電壓關(guān)系可知，1286.如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1，L1和L2是相同型號的白熾燈，L1與電容器C串聯(lián)，L2與帶鐵芯的線圈L串聯(lián)，

為交流電壓表.當(dāng)原線圈接有如圖乙所示的正弦交變電壓時(shí)，兩只燈泡的亮度相同，則A.與副線圈并聯(lián)的電壓表在t＝1×10－2s時(shí)的示數(shù)為0B.與副線圈并聯(lián)的電壓表在t＝0.5×10－2s時(shí)的示數(shù)為22VC.當(dāng)原線圈所接正弦交變電壓的頻率變?yōu)?00Hz時(shí)，燈泡L1變亮，燈泡L2變暗D.當(dāng)原線圈所接交變電壓的頻率變?yōu)?00Hz時(shí)，燈泡L1變暗，燈泡L2變亮√答案解析1234