人教版高中物理选择性必修二 同步精讲精练3.1交变电流（原卷版）.docx

3.1交变电流原卷版

目录

TOC\o1-1\h\u一、【交流电和直流电的概念知识点梳理】 1

二、【交变电流的产生和变化知识点梳理】 2

三、【交流发电机类型知识点梳理】 7

【交流电和直流电的概念知识点梳理】

1．交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流．

2．常见的交变电流的波形图

实际应用中，交变电流有着不同的变化规律，常见的有以下几种，如图所示．

3．直流：方向不随时间变化的电流称为直流，大小和方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流．

【交流电和直流电的概念举一反三练习】

1．（多选）下列关于交变电流和直流的说法中正确的是（）

A．如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流

B．直流的大小可以变化，但方向一定不变

C．交变电流一定是按正弦规律变化的

D．交变电流的最大特征是电流的大小和方向做周期性的变化

2．关于交变电流的理解，下列说法正确的是（）

A．如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流

B．交变电流一定是按正弦规律变化的

C．交变电流电压的大小和方向随时间做周期性变化

D．化学电池提供的电流也可能是交变电流

3．下列的关于电流随时间变化的图象中，不是表示交变电流的是（）

A．?? B．??

C．?? D．??

【交变电流的产生和变化知识点梳理】

1.两个特殊位置

(1)中性面位置(S⊥B，如图中的甲)

线圈平面与磁场垂直的位置，此时Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)为0，e为0，i为0.

线圈经过中性面时，电流方向发生改变，线圈转一圈电流方向改变两次．

(2)垂直中性面位置(S∥B，如图中的乙)

此时Φ为0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大．电流方向不改变．

2．从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e＝Emsinωt，Em叫作电动势的峰值，Em＝NωBS.

3．正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流．

4．正弦式交变电流和电压

电流表达式i＝Imsinωt，电压表达式u＝Umsinωt.其中Im、Um分别是电流和电压的最大值，也叫峰值．

5．正弦交变电流的瞬时值表达式

(1)从中性面位置开始计时①电动势(e)：e＝Emsinωt，②电压(u)：u＝Umsinωt，③电流(i)：i＝Imsinωt

(2)从与中性面垂直的位置开始计时e＝Emcosωt，i＝Imcosωt，u＝Umcosωt.

(3)正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)

函数

图像

磁通量

Φ=Φmcosωt=BScosωt

电动势

e=Emsinωt=nBSωsinωt

电压

u=Umsinωt=RE

电流

i=Imsinωt=Em

6．关于交变电流的产生及规律的三点注意

(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像问题时，应先把交变电流的图像与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置特征求解．

7．交变电流的峰值

Em＝NωBS，Im＝eq\f(NωBS,R＋r)，Um＝eq\f(NωBSR,R＋r).

8．确定正弦式交变电流电动势瞬时值表达式的基本方法

(1)确定线圈转动到哪个位置开始计时，以确定瞬时值表达式是按正弦规律变化还是按余弦规律变化．

(2)确定线圈转动的角速度．

(3)确定感应电动势的峰值Em＝NωBS.

(4)写出瞬时值表达式e＝Emsinωt或e＝Emcosωt.

【交变电流的产生和变化举一反三练习】

4．如图所示，（甲）→（乙）→（丙）→（丁）过程是交流发电机发电的示意图，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接（从纸面向里看线圈转动方向为逆时针）。下列说法正确的是（）

??

A．在图（甲）位置时，线圈中的磁通量为零

B．在图（乙）位置时，感应电流方向发生变化

C．在图（丙）位置时，线圈中的感应电动势最大

D．在图（丁）位置时，边电流方向为

5．如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时（）

A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大

B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小

C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大

D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小

6．（多选）如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断