第25讲 交变电流的产生和描述 目录 考点一 正弦式交变电流的产生及变化规律 1 考点二 交流电有效值的求解 2 考点三 交变电流“四值”的比较 4 练出高分 10 考点一 正弦式交变电流的产生及变化规律 1．交变电流的产生 (1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动． (2)两个特殊位置的特点： ①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变． ②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变． (3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次． (4)交变电动势的最大值Em＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关． 2．交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时) 规律 物理量 函数表达式 图象 磁通量 Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt 电动势 e＝Emsin ωt＝nBSωsin ωt 电压 u＝Umsin ωt＝sin ωt 电流 i＝Imsin ωt＝sin ωt （2023 天津二模）一正弦式交变电流的i﹣t图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A．在t＝0.1s时线圈平面与磁场平行 B．该交变电流的频率为2Hz C．在t＝0.2s时电流方向改变 D．该交变电流的表达式为i＝2cos5πtA 如图垂直于纸面向里的有界匀强磁场中有一个矩形线框abcd，线框以OO'为轴匀速转动，OO'与磁场右边界重合。若线框中产生电流的峰值为Im，由图示位置开始计时，则下列可以正确描述线框中电流随时间变化的图像是（ ） A． B． C． D． （2023 西宁二模）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．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴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10A B．线圈转动的角速度为50rad/s C．0.01s时线圈平面与磁场方向垂直 D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左 （多选）（2023 山西模拟）如图1所示，线圈处于垂直线圈平面的磁场中，且知B＝B0cosωt，中间“菱形”为利用二极管的单向导电性设计的桥式整流电路，其与线圈连接为直流电动机供电。已知整流桥电路的输出电压与时间的关系图线如图2所示，直流电动机的输入功率为10W，电动机线圈的电阻为4Ω，电动机正常工作，则下列判断正确的是（ ） A．磁感应强度B＝B0cosωt，其中ω＝20πrad/s B．t＝0.35s时，磁场磁感应强度的瞬时值一定为零 C．电动机中的电流方向由P向Q D．电动机的输出功率为9W （2023 南京模拟）某种发电机的原理如图所示，矩形线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定轴OO′匀速转动，角速度为ω。已知线圈的匝数为n，ab边长为L1，bc边长为L2，线圈总电阻为r，线圈与阻值为R的外电路连接，交流电压表为理想电表。求： （1）线圈从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电量q。 （2）发电机正常工作时，交流电压表的示数U。 考点二 交流电有效值的求解 1．正弦式交流电的有效值： I＝，U＝，E＝ 2．非正弦式交流电有效值的求解需根据电流的热效应进行计算． （2023 沧州一模）如图所示，面积为S、电阻为R的单匝矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度为B的垂直纸面向里的匀强磁场中（cd边右侧没有磁场）。若线框从图示位置开始绕与cd边重合的竖直固定轴以角速度ω开始匀速转动，则线框旋转一周的过程中，下列说法正确的是（ ） A．线框中感应电动势的最大值为 B．线框中感应电动势的有效值为 C．线框中感应电流的有效值为 D．从图示位置开始转过的过程中，通过导线某横截面的电荷量为 （2023 衡阳二模）电流i随时间t变化的关系如图，它的有效值是（ ） A．10A B． C． D．20A （2023 ... ...
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