:2020版高考物理一轮复习第11章第1节交变电流的产生及描述教学案新人教版

第1节交变电流的产生及描述

知识点一| 交变电流的产生

1．产生

如图所示，将闭合线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。

2．交变电流

(1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。

(2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流。

3．正弦式交变电流

(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。

(2)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＝Emsin ωt。

②负载两端电压u随时间变化的规律：u＝Umsin_ωt。

③电流i随时间变化的规律：i＝Imsin_ωt。

其中ω等于线圈转动的角速度，Em＝nBl1l2ω＝nBSω。

(3)图象(如图所示)

甲      乙      丙

(1)交变电流的主要特征是电流的方向随时间周期性变化。 (√)

(2)大小变化而方向不变的电流也叫交变电流。 (×)

(3)线圈经过中性面时产生的感应电动势最大。 (×)

1．(2019·唐山模拟)图甲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R＝10 Ω的电阻连接，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Φ随时间t变化的图象。则下列说法正确的是(  )

甲          乙

A．电阻R的电功率为20 W

B．0。02 s时R两端的电压瞬时值为零

C．R两端的电压随时间变化的规律是u＝14。1cos 100πt(V)

D．通过R的电流随时间变化的规律是i＝cos 50πt(A)

C [电阻R的电功率P＝＝10 W，A项错误；0。02 s时穿过线圈的磁通量变化率最大，R两端的电压瞬时值最大，B项错误；R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14。1cos 100πt(V)，通过R的电流随时间变化的规律是i＝1。41cos 100πt(A)，C项