创新设计浙江鸭2018版高考物理总复习第10章交变电流.doc

第10章 交变电流 [考纲要求] 知识内容 考试要求 备考方略 必考 加试 交变电流 c 本章内容 描述交变电流的物理量 c 电感和电容对交变电流的影响 b 变压器 c 电能的输送 c 考点一　交变电流的产生及描述(－/c) [基础过关] 一、交变电流产生 1．交变电流 (1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。 (2)图象：如图(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，如图(a)所示。 2．正弦交变电流的产生和图象 (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)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律e)、(f)、(g)所示。 二、交变电流的描述 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：交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值。 (3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值。对正弦式交变电流，其有效值E＝，U＝，I＝。 【过关演练】 1．阻值不计的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈两端的电压随时间的变化规律如图所示。下列说法中，正确的是(　　) A．线圈两端电压的10 V B．电压表连接在线圈两端时，其示数为20 V C．在0.01 s时，线圈平面与磁场垂直 D．当接外电路时，线圈内的电流方向1 s内改变50 次 解析　线圈两端电压平均值可看成E－t图线与t轴包围面积与时间的比值，故平均值应大于10 V，A项错误；由E－t图象知，Um＝20 V，故有U有＝10 V＝14 V，即电压表读数为14 V，B项错误；t＝0.01 s时，U＝0，线圈位于中性面位置，故C项正确；由T＝0.02 s，知f＝50 Hz，一个周期内电流方向改变两次，故线圈中电流方向每秒变化100次，D项错误。 答案　C 2．(2016·浙江余杭期末)一个白炽灯泡上标有“220 V　40 W”，那么为了使它正常发光，所使用的正弦交变电压是(　　) A．电压最大值为220 V，电流最大值约为0.18 A B．电压最大值为311 V，电流最大值约为0.26 A C．电压有效值为220 V，电流有效值约为0.26 A D．电压有效值为311 V，电流有效值约为0.18 A 解析　白炽灯泡上标有“220 V　40 W”，灯泡额定电压为220 V，是指有效值，所以电压有效值为220 V，根据正弦式交流电有效值跟最大值的关系得到电压最大Em＝220 V，电流有效值I＝ A＝0.18 A，电流最大值约为0.18 A＝0.26 A，故B项正确。 答案　B [要点突破] 要点一　交变电流产生 1．两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。 (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变。 2．解决交变电流图象问题的三点注意 (1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关。 (2)注意峰值公式Em＝nBSω中的S为有效面积。 (3)在解决有关交变电流的图象问题时 【例1】 如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则(　　) A．乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程 B．乙图中c时刻对应甲图中的C图 C．若乙图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变了50次 D．若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz 解析　由交变电流的产生原理可知，甲图中的A、C两图中线圈所在的平面为中性面，线圈在中性面时电流为零，再经过个周期电流达到最大值，再由楞次定律判断出电流的方向，因此甲图中A至B图的过程电流为正，且从零逐渐增大到最大值，A对；甲图中的C图对应的电流为零，B错；每经过中性面一次线圈中的电流方向就要改变一次，所以一个周期内电流方向要改变两次，所以在乙图Od段等于交变电流的一个周期，若已知d等于