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选考导航,第1讲交变电流的产生和描述,知识排查,交变电流和其图象,1.交变电流 (1)定义：_和_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。,大小,方向,2.正弦式交变电流的产生和图象,(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕_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，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线。如图(e)、(f)、(g)所示。,垂直于磁场,1.周期和频率,交变电流的描述,一次周期性,次数,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_。 (2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u_。 (3)电流i随时间变化的规律：i_。其中等于线圈转动的_，Em_。,Emsin t,Umsin t,Imsin t,nBS,角速度,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，瞬时值的表达式是时间的函数。 (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，其有效值和峰值的关系为：E_，U _，I _。,1.电感器对交变电流的阻碍作用 (1)感抗：电感器对交变电流_作用的大小。 (2)影响因素：线圈的自感系数越_，交流的频率越_，感抗越大。 (3)感抗的应用,电感和电容对交变电流的影响,阻碍,大,高,较小,较小,直,交,低,高,2.电容器对交变电流的阻碍作用,(1)容抗：电容器对交变电流阻碍作用的大小。 (2)影响因素：电容器的电容越_，交流的频率越_，容抗越小。 (3)作用：“通_流，隔_流；通_频，阻_频”。,大,高,交,直,高,低,小题速练,1.思考判断 (1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦式交变电流() (2)线圈在磁场中转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时，产生的感应电动势也最大() (3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动经过中性面时，线圈中的感应电动势为零，电流方向发生改变() (4)交流电气设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值() (5)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值() (6)交变电流的峰值总是有效值的倍() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6),2.人教版选修32P34T5改编(多选)如图1所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，沿着OO方向观察，线圈沿顺时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为L1，ad边的边长为L2，线圈电阻为R，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时(),图1,答案AC,答案CD,交变电流的产生及描述,1.两个特殊位置的特点,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EmnBS中的S为有效面积。 (3)在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解。,3.正弦式交变电流的变化规律,磁通量：mcos t；电动势：eEmsin t；电流：iImsin t。,1.(多选)如图2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(),图2 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100次 D.若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz,答案AC,2.(多选)一只闭合的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图3所示，则下列说法正确的是(),图3 A.t0时刻线圈平面与中性面重合 B.t0.1 s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大 C.t0.2 s时刻，线圈中有最大感应电动势 D.若转动周期减小一半，则电动势也减小一半,答案AB,1.交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较,交变电流的四值的理解与计算,2.有效值的求法,【典例】(2018全国卷，16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图4所示。则Q方Q正等于(),图4,答案D,图5,答案B,2.(2018金华模拟)(多选)如图6所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60时的感应电流为1 A。那么(),图6,答案AC,3.(2018嘉兴模拟)(多选)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图7甲所示。电路组成如图乙所示，已知发电机线圈内阻为5.0 ，外接灯泡阻值为95.0 ，灯泡正常发光，则(),图7,答案BD,1.(2018湖州模拟)如图8所示 ，把电阻 R、电感线圈 L、电容器 C 并联接到某一交流电源上时，三只电流表的示数相同。若保持电源电压不变，而使交变电流的频率逐渐减小，则三个电流表的示数I1、I2 、I3的大小关系是(),电感和电容对交变电流的影响,图8,A.I1I2I3 B.I2I1I3 C.I3I1I2 D.I1I2I3 解析电感线圈的特点是通低频阻高频，电容器的特点是通高频阻低频，所以当频率减小时通过线圈的电流增大，通过电容器的电流减小，而通过电阻的电流不变，故B正确。 答案B,2.如图9所示的电路，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表A示数增大，可行的办法是(),A.使发电机的转速增大 B.使发电机的转速减小 C.平行板电容器间换用介电常数较小的电介质 D.使电容器两板间距离增大 解析发电机转速增大，交流电频率f增大，容抗变小，电流增大，故A正确，B错误；电容器间电介质的介电常数变小，或板间距离增大，电容变小，容抗变大，电流变小，C、D错误。 答案A,图9,3.(多选)在如图10所示的电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流；L是一个25 mH的高频扼流圈，C是一个100 pF的电容器，R是负载电阻。下列说法正确的是(),图10 A.L的作用是“通低频，阻高频” B.C的作用是“通交流，隔直流” C.C的作用是“通高频，阻低频” D.通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远小于高频交流所占的百分比,解析L是自感系数很小的高频扼流圈，其作用是“通低频、阻高频”，A正确；C是电容很小的电容器，其作用是“通高频，阻低频”，也称高频旁路电容，由于L对高频的阻碍作用和C对高频的旁路作用，使得R中的电流，低频成分远远大于高频成分，故A、C正确。 答案AC,
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