江苏省姜堰市张甸中学高三物理一轮复习 10.1 交变电流的产生和描述教学案+同步作业.doc

课题：10.1交变电流的产生和描述【知识梳理】知识点一 交变电流的产生和变化规律1.交变电流：大小和 都随时间做 变化的电流，简称交流电2正弦式交变电流 (1)定义：按 变化的交变电流 (2)产生：将闭合矩形线圈置于 磁场中，并绕 方向的轴做 转动 (3)中性面：与磁场方向 的平面 (4)正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)：要点深化1线圈平面和中性面平行时有哪些特点？2线圈平面跟中性面垂直时，有哪些特点？针对训练1如图所示，矩形线圈边长为ab20 cm，bc10 cm，匝数n100匝，磁场的磁感应强度b0.01 t当线圈以n50 r/s的转速从图示位置开始逆时针匀速转动时，求：(1)线圈中交变电动势瞬时值表达式；(2)从线圈开始转起动，经0.01 s时感应电动势的瞬时值知识点二 描述交变电流的物理量1周期和频率(1)周期t：交变电流完成 变化(线圈转一周)所需的时间，单位是 公式：t .(2)频率f：交变电流在1 s内完成周期性变化的 ，单位是赫兹(hz)(3)周期和频率的关系：t 或f .2交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流某一 的值，是时间的函数(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的 (3)有效值：让交流与恒定电流通过 的电阻，如果它们在一个周期内产生的 相等，则这个恒定电流i、恒定电压u就是这个交变电流的 。正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系i u e .针对训练2如图所示电路中，已知交流电源电压u200 sin 100t v，电阻r100 .则电流表和电压表的示数分别为（ ）a1.41 a , 200 v b1.41 a , 141 vc2 a , 200 v d2 a , 141 v【典型例题】【例1】 电阻r1、r2和交流电源按照图甲所示方式连接，r110 ，r220 .合上开关s后，通过电阻r2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示，则（ ）a通过r1的电流的有效值是1.2 abr1两端的电压有效值是6 vc通过r2的电流的有效值是1.2 adr2两端的电压有效值是6 v变式训练1 如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（ ）a线圈先后两次转速之比为32b两种情况在0.3 s内通过线圈的磁通量变化之比为11c两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比qaqb32d两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比qaqb94【例2】 一个边长为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（ ）【例3】 如图所示，交流发电机线圈的面积为0.05 m2共100匝该线圈在磁感应强度为 t的匀强磁场中，以10 rad/s的角速度匀速转动，电阻r1和r2的阻值均为50 ，线圈的内阻忽略不计，若从图示位置开始计时，则（ ）a线圈中的电动势为e50 sin 10t v b电流表的示数为 a c电压表的示数为50 v dr1上消耗的电功率为50 w针对训练1、(1)e6.28sin(100t/6)v(2)3.14 v2、b典型例题1：b变式1：ad2：b3：b 2011.12.17张甸中学高三物理能力训练作业课题：10.1交变电流的产生和描述 编制：于正华 审核：王昭民 姓名_1如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴oo以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，在t时刻（ ）a线圈中的电流最大 b穿过线圈的磁通量为零c线圈所受的安培力为零 d穿过线圈磁通量的变化率最大2一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为t.从中性面开始计时，当t1/12t时，感应电动势的瞬时值为2 v，则此交变电动势的有效值为（ ）a2 v b2 v c. v d. /2v3如图所示，边长为l的闭合正方形线框共有n匝，总电阻为r.在磁感应强度为b的匀强磁场中绕中心轴oo匀速转动，线框中心轴oo与磁场方向垂直，线框转动的角速度为，从线框平面平行于磁感线的位置开始计时，则（ ）线框中产生电动势的瞬时值表达式为nbl2cos tt0时，线框中感应电流值为nbl2/r线框中电流的有效值为nbl2cos t 线框中电流的频率为a b c d4如图所示，单匝闭合线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的转轴oo匀速转动，在转动过程中，穿过线框的最大磁通量为m，线框中的最大感应电动势为em，下列说法中正确的是（ ）a在穿过线框的磁通量为m/2的时刻，线框中的感应电动势为em/2b在穿过线框的磁通量为m/的时刻，线框中的感应电动势为em/c线框每转动一周，线框中的感应电流方向改变一次 d线框转动的角速度为em/5如图所示，面积为s、匝数为n、电阻为r的线圈固定在图示位置，线圈与阻值为r的电阻构成闭合电路，理想交流电压表并联在电阻r的两端；u形磁铁以线圈的中心轴线oo为轴以角速度匀速转动，已知u形磁铁两极间的磁场为匀强磁场，磁感应强度为b，取磁铁转动到图示位置的时刻t0.则（ ）a在t0时刻，线圈处于中性面，流过电阻r的电流为0b1 s内流过电阻r的电流方向改变次c线圈匝数减少为原来的一半，磁铁转动角速度增大到原来2倍，电压表读数不变d在电阻r的两端再并联一只阻值为r的电阻后，电压表的读数不变6.某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是（ ）a交变电流的频率为0.02 hz b交变电流的瞬时表达式为i5cos 50t(a)c在t0.01 s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大d若发电机线圈电阻为0.4 ，则其产生的热功率为5 w7正弦交变电源与电阻r、交流电压表、交流电流表按照图所示的方式连接，r200 .如图是交变电源输出电压u随时间t变化的图象则（ ）a交流电压表的读数是311 v b交流电流表的读数是1.1 acr两端电压随时间变化的规律是ur311cos t vdr两端电压随时间变化的规律是ur311cos 100t v8如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为b的水平匀强磁场中，线框面积为s，电阻为r.，线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动。求：（1）线框中感应电流的有效值.（2）线框从中性面开始转过 的过程中，通过导线横截面的电荷量q1：