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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 B⊥S Φ＝BS，最大 特点 ΔΦe＝n＝0，最小 Δt感应电流为零， 方向改变 2.正弦式交变电流的变化规律
磁通量：Φ＝Φmcos ωt；电动势：e＝Emsin ωt；电流：i＝Imsin ωt。
与中性面垂直的位置 B∥S Φ＝0，最小 ΔΦe＝n＝nBSω，最大 Δt感应电流最大， 方向不变
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 B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势
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C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→d→a
D．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50π rad/s C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D．0.02 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Φ随时间t变化的规律如图所示，图象中Φ0为已知。则下列说法正确的是( )
A．t1时刻线圈中感应电动势最大 B．t2时刻线圈中感应电流为零 Φ0
C．匀强磁场的磁感应强度大小为2
Na
D．线圈中瞬时感应电动势的表达式为e＝2NπΦ0ncos 2πnt
考点2 有效值的理解与计算
1．公式法 利用E＝Em2、U＝Um2、I＝
Im
计算，只适用于正(余)弦式交变电流。 2
2．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。
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3．利用能量关系
当有电能和其他形式的能转化时，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、R2与交流电源按照图甲所示方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω。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 B．R1两端的电压有效值是6 V C．通过R2的电流有效值是1.22 A D．R2两端的电压最大值是122 V
2．[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( )
A．52 A
B．3.52 A
C．3.5 A
D．5 A
3．[有效值的计算和法拉第电磁感应定律的综合]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 Ω。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( )
A.2×10 A
－5
B.6×10 A
－5
C.
2－5
×10 A 232－5
D.×10 A
2
考点3 交变电流“四值”的应用
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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 从中性面开始计时 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 峰 值 最大的瞬时值 Em＝nBSω Im＝Em R＋r讨论电容器的击穿电压 (1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等) E＝跟交变电流的热效应等效有效值 的恒定电流的值 I＝Em2Im U＝Um2 (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 －－适用情况及说明 计算线圈某时刻的受力情况 2(只适用于正弦式交变电流) E＝BLv 某段时间内感应电动势或平均值 电流的平均值 －－ΔΦE＝n Δt－计算通过电路截面的电荷量 EI＝ R＋r1．[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 μF 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( )
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T
A．t＝时刻，的示数为零 B．灯泡恰好正常发光
2C．电容器不可能被击穿 D.的示数保持1102 V不变
2．[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ω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( )
BLω
A．电路中电流的最大值Im＝ B．电路中电流的瞬时表达式为i＝Imsin ωt
RImIm
C．电流表的读数为 D．灯泡的电功率为R 22
3．[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( )
2
2
A．该交变电流的电压的瞬时值表达式为u＝100sin (25t) V B．该交变电流的频率为4 Hz
C．该交变电流的电压的有效值为100 V
D．若将该交变电压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W
4．(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 ( )
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高三一轮复习专题：交流电复习
