交变电流的产生和描述

《交变电流》一章是电磁感应内容的延续,从近几年命题看,高考对本章内容的考查频率一般,主要体现在“三突出”:一是突出考查交变电流的产生过程;二是突出考查交变电流的图象和交变电流的“四值”;三是突出考查变压器及远距离输电。整体考查难度不大,多以选择

题的形式出现。

预计2020年高考对本专题内容的考查仍将通过交变电流的图象考查交变电流的四值、变压器等问题,可能加强对实际问题处理能力的考查,以分值为6分的选择题为主。

第1讲 交变电流的产生和描述

1 正弦式交变电流的产生及变化规律

(1)交变电流的产生

①交变电流:电流的大小和方向都做周期性的变化,这种电流叫交变电流,简称交流。下

图为几种交变电流的电流随时间变化的图象。

②正弦式交变电流产生原理:将闭合线圈置于匀强磁场中,并绕垂直于磁场方向的轴做

匀速转动,线圈中将产生按正弦规律变化的交变电流。

注意:正弦式交变电流的变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关。

③正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置。

图示 概中性面位置 念 置 与中性面垂直的位 B⊥S Φ=BS,最大 特点 B∥S Φ=0,最小 e=n =0,最小 e=n =nBSω,最大 感应电流为零,方感应电流最大,方向改变

向不变

(2)正弦式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

Φ=Φmcos ωt=BScos ωt 磁通量 注意:Φ与线圈匝 数无关 e=Emsin 电动势 ωt=nBSωsin ωt u=Umsin 电压 ωt= sin ωt i=Imsin 电流 ωt= sin ωt

1.1 (2018宜昌质检)关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是( )。

A.线圈平面每经过中性面一次,感应电流的方向就改变一次,感应电动势的方向不变 B.线圈每转动一周,感应电流的方向改变一次

C.线圈平面每经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都改变一次 D.线圈每转动一周,感应电动势和感应电流的方向都改变一次

【答案】C

1.2 (2018福州质检)如图所示是某发电机的结构示意图,其中N、S是永磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯,它与磁极的柱面共轴,铁芯上有一矩形线框,可绕与铁芯M共轴的固定转动轴旋转。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场。若从图示位置开始计时,当线框绕固定转动轴匀速转动时,下列图象中能正确反映线框中感应电动势e随时间t变化规律的是( )。