第1讲　交变电流的产生和描述.pptxVIP

第十二章交变电流电磁振荡第1讲交变电流的产生和描述

1.理解正弦式交变电流的产生过程，能正确书写交变电流的函数表达式。2.理解并掌握交变电流图像的意义。3.理解描述交变电流的几个物理量，会计算交变电流的有效值。4.正确理解交变电流的四值，并进行有关计算。学习目标

CONTENTS夯实必备知识研透核心考点提升素养能力目录单击此处添加标题单击此处输入你的正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点单击此处添加标题单击此处输入你的正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点21

夯实必备知识01

垂直1.最大发生改变最大不改变两Emsinωt

时间2.次数赫兹(Hz)nωBS相同热量

√√×√××02

2.某交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，磁通量Φ随时间t变化的关系如图所示，则下列说法正确的是()A.t＝0时刻，线圈平面与中性面平行B.1s内线圈中感应电流方向改变50次C.t＝0.015s时刻，线圈中的感应电流最大D.t＝0.01s时刻，图像的切线斜率为40πWb/sD

研透核心考点考点二交变电流有效值的计算单击此处输入你的正文，请尽量言简意赅的阐述观点考点一正弦式交变电流的产生及变化规律单击此处输入你的正文，请尽量言简意赅的阐述观点考点三交变电流“四值”的理解与计算单击此处输入你的正文，请尽量言简意赅的阐述观点321

1.交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)考点一正弦式交变电流的产生及变化规律规律物理量函数表达式图像磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nωBSsinωt

2.书写交变电流瞬时值表达式的步骤(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式Em＝nωBS求出相应峰值。(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式①线圈从中性面位置开始计时，则i－t图像为正弦函数图像，函数表达式为i＝Imsinωt。②线圈从垂直于中性面的位置开始计时，则i－t图像为余弦函数图像，函数表达式为i＝Imcosωt。

B例1(2024·北京市第四中学模拟)某交流发电机产生交变电流的装置如图1甲所示，产生的感应电动势与时间的关系如图乙所示，下列说法正确的是()A.t＝0时，线圈平面处于中性面位置，磁通量变化率最大B.线圈通过中性面时，交变电流改变方向C.线框中产生的感应电动势e＝100sin(50t)VD.如果仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值和周期分别变为200V、0.08s图1

D1.交流发电机发电的示意图如图2所示，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路相连。线圈转动过程中，下列说法中正确的是()A.转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大B.转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零C.转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大D.转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A→B图2

解析转到图甲位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率最小，为零，故A错误；转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势最大，故B错误；转到图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，但感应电流方向改变，故C错误；转到图丁位置时，根据楞次定律可知AB边感应电流方向为A→B，故D正确。

BCD2.(多选)如图3所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦式交变电流的图像，当调整线圈转速后，其在同一磁场中匀速转动过程所产生正弦式交变电流的图像如图线b所示。下列关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是()图3

考点二交变电流有效值的计算

C例2一电阻R接到如图4甲所示的正弦式交流电源上，两端电压的有效值为U1，消耗的电功率为P1；若该电阻接到如图乙所示的方波交流电源上，两端电压的有效值为U2，消耗的电功率为P2。若甲、乙两图中的U0、T所表示的电压、周期是相同的，则下列说法正确的是()图4

B3.如图5所示为一交流电压随时间变化的图像。每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得此交流电压的有效值为()图5

C4.如图6所示，将一根均匀导线围成圆心角为60°的扇形导线框OMN，O为圆心，半径为R，线框总电阻为r，将线框O点置于坐标系的原点，在第二、四象限有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。从t＝0时刻开始，导线框绕O点以角速度ω匀速转动，则导线框中感应电流的有效值为()图6

考点三交变电流“四值”的理解与计算

例3如图7所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1＝20cm，ad边长l2＝25cm，放在磁感应强度B＝0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过