1、1交流电考点 1 正弦交变电流的产生及变化规律1交流电产生过程中的两个特殊位置图示概念 中性面位置 与中性面垂直的位置BS BSBS，最大 0，最小en 0，最小ten nBS ，最大t特点感应电流为零，方向改变感应电流最大，方向不变2.正弦式交变电流的变化规律磁通量： mcos t；电动势： eE msin t；电流：iI msin t。1交变电流的产生 如图所示，矩形线圈 abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴 P1和 P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( )A线圈绕 P1转动时的电流等于绕 P2转动时的电流2B线圈绕 P1转动时的电动势小于绕 P2转动
2、时的电动势C线圈绕 P1和 P2转动时电流的方向相同，都是 abcdaD线圈绕 P1转动时 dc 边受到的安培力大于绕 P2转动时 dc 边受到的安培力2交变电流的图象( 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， 为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO 沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。以下判断正确的是( )A电流表的示数为 10 A B线圈转动的角速度为 50 rad/sC0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行 D0.02 s 时电阻 R 中电流的方向自右向左3交变电流的瞬时表达式边长为
3、a 的 N 匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动，转速为 n，线圈所围面积内的磁通量 随时间 t 变化的规律如图所示，图象中 0为已知。则下列说法正确的是( )At 1时刻线圈中感应电动势最大 Bt 2时刻线圈中感应电流为零C匀强磁场的磁感应强度大小为0Na2D线圈中瞬时感应电动势的表达式为 e2N 0ncos 2nt考点 2 有效值的理解与计算1公式法 利用 E 、U 、I 计算，只适用于正 (余)弦式交变电流。Em2Um2Im232利用有效值的定义计算(非正弦式电流) 计算时“相同时间”至少取一个周期或为周期的整数倍。3利用能量关系 当有电能和其他形式
4、的能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值。1公式法求有效值( 多选)电阻 R1、R 2与交流电源按照图甲所示方式连接，R 110 ，R 220 。合上开关 S 后，通过电阻 R2的正弦式交变电流 i 随时间 t 变化的情况如图乙所示。则( )A通过 R1的电流有效值是 1.2 A BR 1两端的电压有效值是 6 VC通过 R2的电流有效值是 1.2 A DR 2两端的电压最大值是 12 V2 22利用有效值的定义计算如图所示，表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电的有效值是( )A5 A B3.5 A C3.5 A D5 A2 23有效值的计算和法拉第电磁感应定律的综合一个边长为
5、 6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为 0.36 。磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为( )4A. 105 A B. 105 A C. 105 A D. 105 2 6223 22A考点 3 交变电流“四值”的应用交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明瞬时值 交变电流某一时刻的值从中性面开始计时eE msin tiI msin t计算线圈某时刻的受力情况峰 值 最大的瞬时值EmnBS ImEmR r讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E UEm2Um
6、2I (只适用于正弦式Im2交变电流)(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是指有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值(4)交流电压表和电流表的读数为有效值平均值某段时间内感应电动势或电流的平均值BLE v nE tI E R r计算通过电路截面的电荷量51对交变电流“四值”的理解如图甲所示，标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20 F 300 V”的电容器并联到交流电源上， 为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关。下列判断正确的是( )At 时刻， 的示数为零 B灯泡恰好正常发光T2C电容器不可能被击穿 D. 的示数保持
7、 110 V 不变22交变电流“四值”的计算 (多选)边长为 L 的正方形线框在匀强磁场 B 中以角速度 匀速转动，产生的感应电流的最大值为 Im，设灯泡的电阻为 R，其他电阻不计。从如图所示位置开始计时，则( )A电路中电流的最大值 Im B电路中电流的瞬时表达式为 iI msin tBL2RC电流表的读数为 D灯泡的电功率为 RIm23由图象求交变电流的“四值”一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知( )A该交变电流的电压的瞬时值表达式为 u100sin (25t) V6B该交变电流的频率为 4 HzC该交变电流的电压的有效值为 100 VD若将该交变电压加在阻值为 R10
8、0 的电阻两端，则电阻消耗的功率是 50 W4(2016唐山模拟)一个 U 形金属线框在匀强磁场中绕 OO轴以相同的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻 R 供电，如图甲、乙所示。其中甲图中 OO轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场，两磁场磁感应强度相同。则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为 ( )A1 B12 C14 D1125某正弦交流发电机产生的电动势波形如图所示，已知该发电机线圈匝数 n100 匝，线圈面积为 S0.1 m2，线圈内阻为 r1 ，用一理想交流电压表接在发电机的两个输出端。由此可知( )A线圈在匀强磁场中转动的角速度为 50 rad/sB线圈所在处的磁感应强度是 B1 TC
9、交流电压表的读数为 220 VD交变电动势的平均值为 200 VE 6利用实验室的手摇发电机产生的正弦交流电给灯泡 L 供电，其电路如图所示。当线圈以角速度 匀速转动时，电压表示数为 U，灯泡正常发光。已知发电机线圈的电阻为r，灯泡正常发光时的电阻为 R，电表均为理想电表，导线电阻可忽略。则( )7A图中电流表示数为 B灯泡的额定功率为Ur U2R rC发电机的线圈中产生的电动势的最大值为 U(1 )rRD从线圈转到中性面开始计时，灯泡两端电压的瞬时值表达式为 u Usin t2课时达标一、选择题(16 题为单项选择题，711 题为多项选择题)1某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生
10、的交变电流的图象如图 1 所示，由图中信息可以判断( )图 1A在 A、C 时刻线圈处于中性面位置 B在 B、D 时刻穿过线圈的磁通量为零C从 AD 线圈转过的角度为 2D若从 OD 历时 0.02 s，则在 1 s 内交变电流的方向改变了 100 次2(2017 山东潍坊市联考) 现在的调光灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调控的。如图所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压，即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去。调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压，那么现在电灯上的电压为( )8AU m B. C. D. UmUm2 2Um2 23图甲
11、为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻 R10 连接，与电阻 R 并联的交流电压表为理想电表，示数是 10 V。图乙是穿过矩形线圈磁通量 随时间 t 变化的图象。则下列说法正确的是( )A电阻 R 上的电功率为 20 WB0.02 s 时 R 两端的电压瞬时值为零CR 两端的电压随时间变化的规律是 u14.1 cos 100t(V)D通过 R 的电流随时间变化的规律是 icos 50t(A)4(2016 福建福州质检)某交流电源电动势随时间变化的规律如图所示，现用该电源对标称值为“5
12、 V 10 W”的电动机供电，电源内阻不计，下列说法正确的是( )A电动机的内阻为 2.5 B电动机的发热功率为 10 WC通过电动机的电流为 2 A D通过电动机的电流为 2 A25如图所示，一半径为 L 的导体圆环位于纸面内，O 为圆心。环内两个圆心角为 90且关于 O 中心对称的扇形区域内分布有匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为 B、方9向相反且均与纸面垂面。导体杆 OM 可绕 O 转动，M 端通过滑动触点与圆环良好接触，在圆心和圆环间连有电阻 R，不计圆环和导体杆的电阻，当杆 OM 以恒定角速度 逆时针转动时，理想电流表 A 的示数为( )A. B. C. D.2BL24R BL24
13、R2BL22R BL22R6如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴 OO匀速转动，从图示位置开始计时，产生的感应电动势 e 随时间 t 的变化曲线如图乙所示。若线圈的转速变为原来的 2 倍，而其他条件保持不变，从图示位置转过 90开始计时，则能正确反映线圈中产生的电动势 e 随时间 t 的变化规律的图象是( )7(多选)将电阻 R、理想电压表 V、开关 S 和交流电源按照图所示的方式连接起来，其中 R30 ，合上开关 S 后，交流电源输出的正弦交变电压 u 随时间 t 变化的关系如图所示。则( )10A电压表 V 的示数是 36 VBR 消耗的电功率是 21.6 WC通过 R
14、的电流瞬时值表达式为 i1.2 sin 100t AD通过 R 的电流最大值为 1.2 A8(多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线 a、b 所示，则( )图 9A两次 t0 时刻线圈平面均与中性面重合B曲线 a、b 对应的线圈转速之比为 23C曲线 a 表示的交变电动势频率为 25 HzD曲线 b 表示的交变电动势有效值为 10 V9(多选)如图所示，N 匝矩形导线框以角速度 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕轴OO匀速转动，线框面积为 S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻 R、理想交流电流表 和二极管 D。二极管 D 具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是( )
