幻灯片 1----
幻灯片 21.产生
如图10－1－1所示，将闭合线圈置于 磁场中，并绕
方向的轴做匀速转动．
垂直于磁感
线
第1讲 交变电流的产生和描述
匀强
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幻灯片 32．变化规律(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＝ .
(2)电压u随时间变化的规律：u＝ .
(3)电流i随时间变化的规律：i＝ .
其中ω等于线圈转动的 ，Em＝ ＝ .
3．正弦式交变电流的图象(如图10－1－2所示)
Emsinωt
Umsinωt
Imsinωt
角速度
nBl1l2ω
nBSω
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幻灯片 4----
幻灯片 5【针对训练】
1．图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是( )
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幻灯片 6【解析】 A、B选项中闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场且过线圈平面的转轴匀速转动，满足产生正弦式交变电流的条件，能产生正弦式交变电流；C选项中转轴平行于磁场，转动过程中，穿过线圈的磁通量始终为零，故C中不产生正弦式交变电流；D选项中虽然只有一半线圈在磁场中，但是始终有一边切割磁感线按照正弦规律产生感应电动势，且一边出时，另一边恰好入，保证转动过程中感应电动势连续按照正弦规律变化．故应选C.
【答案】 C
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幻灯片 7时间
周期性变化
赫兹(Hz)
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幻灯片 82．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 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：让交变电流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果它们在交变电流的一个周期内 相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有效值．
(4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系
I＝ ，U＝ ，E＝ .
(5)平均值：交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值，其数值可以用 ＝ 计算．
某一时刻
最大值
产生的热量
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幻灯片 9【答案】 CD
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幻灯片 101.感抗
表示电感线圈对交变电流阻碍作用的大小．
(1)线圈的自感系数越大，交变电流的频率越大，电感对交变电流的阻碍作用越 ．
(2)作用：通 、阻 (低频扼流圈)，通低频、阻高频(高频扼流圈)．
2．容抗
表示电容器对交变电流阻碍作用的大小．
(1)电容器的电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越 ．
(2)作用：通 、隔 ；通高频、阻低频．
大
直流
交流
小
交流
直流
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幻灯片 11【针对训练】
3.如图10－1－3所示电路中，A、B为两相同的小灯泡，L为直流电阻为零的电感线圈，下列说法正确的是( )
A．电源为稳恒直流电源时， 灯泡A、B亮度相同
B．电源为稳恒直流电源时， 灯泡A比B亮度大
C．电源为交流电源时， 灯泡A、B亮度相同
D．电源为交流电源时， 灯泡A比B亮度大
【解析】 电感线圈有通直流，阻交流的作用，电源为稳恒直流电源时，A、B亮度相同，选项A正确，B错误．电源为交流电源时，A灯比B灯亮度大，选项C错误，D正确．
【答案】 AD
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幻灯片 121.正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
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幻灯片 13----
幻灯片 142.对中性面的理解
(1)中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的一个参考面．
(2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，而磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零．
(3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大．
(4)线圈每经过中性面一次，电流方向就改变一次，线圈转动一周，两次经过中性面，所以电流的方向改变两次．
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幻灯片 15----
幻灯片 16 (2012·安徽高考)图10－1－4甲是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．图10－1－4乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示．已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动．(只考虑单匝线圈)
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幻灯片 17----
幻灯片 18(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；
(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图10－1－4丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；
(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热．(其他电阻均不计)
【审题视点】 (1)开始计时时线圈的初位置不同，则瞬时值表达式不同．
(2)求解的是电阻R上产生的焦耳热，不要忽视线圈电阻r的影响．
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幻灯片 19----
幻灯片 20----
幻灯片 21----
幻灯片 22【即学即用】
1．(2011·天津高考)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图10－1－5甲所示，产生的交变电动势的图象如图10－1－5乙所示，则( )
A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零
B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合
C．线框产生的交变电动势有效值为311 V
D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz
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幻灯片 23【答案】 B
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幻灯片 24----
幻灯片 25----
幻灯片 26----
幻灯片 27 （2013届安康检测）如图10－1－6甲所示，将阻值为R＝5 Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图10－1－6乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小．对此，下列说法正确的是( )
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幻灯片 28【审题视点】 (1)利用i－t图象结合电压与电流的关系写出电压的函数表达式．
(2)求电功率时应用电流的有效值．
(3)根据电流的热效应计算不同形式的交变电流的有效值．
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幻灯片 29【答案】 AD
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幻灯片 30----
幻灯片 31【答案】 B
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幻灯片 32----
幻灯片 33----
幻灯片 34【答案】 B
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幻灯片 35----
幻灯片 36----
幻灯片 37----
幻灯片 38【答案】 D
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幻灯片 39 (2012·江苏高考)某兴趣小组设计了一种发电装置，如图10－1－9所示．在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π，磁场均沿半径方向．匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场．在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直．线圈的总电 阻为r，外接电阻为R.求：
(1)线圈切割磁感线时，感应电动 势的大小Em；
(2)线圈切割磁感线时，bc边所受 安培力的大小F；
(3)外接电阻上电流的有效值I.
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幻灯片 40【潜点探究】 此题为交流发电机模型，解答此题要从以下几个方面分析：
(1)bc、ad边进入磁场时，切割磁感线，产生感应电动势，而在磁场外时，不产生感应电动势，因此该发电机产生的不是正弦交流电．
(2)bc边所受安培力为线圈中感应电流在磁场中所受的安培力．
(3)电流的有效值可以用焦耳定律确定．
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幻灯片 41----
幻灯片 42----
幻灯片 43【答案】 BC
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幻灯片 44
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幻灯片 45【答案】 B
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幻灯片 462．(2010·广东高考)图10－1－12是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )
A．周期是0.01 s
B．最大值是311 V
C．有效值是220 V
D．表达式为u＝220sin 100πt V
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幻灯片 47【答案】 BC
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幻灯片 48----
幻灯片 49【答案】 C
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幻灯片 50----
幻灯片 51【答案】 D
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幻灯片 52●交流发电机模型的综合计算
5．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图10－1－14甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，则外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图10－1－14乙所示，则( )
A．电压表V的示数为220 V
B．电路中的电流方向每秒钟改变50次
C．灯泡实际消耗的功率为484 W
D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J
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幻灯片 53【答案】 D
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幻灯片 54----
幻灯片 55----
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