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1、考纲要求考纲要求知知识识内容内容考考试试要求要求备备考方略考方略必考必考 加加试试交交变电变电流流c本本章章内内容容只只出出现现在在选选考考中中，考考查查重重点点有有：交交变变电电流流的的有有效效值值、瞬瞬时时值值，变变压压器器的的原原理理及及应应用用，远远距距离离输输电电等等知知识识。其其中中针针对对变变压压器器的的原原理理及及应应用用的的题题目目出出现现频频率率较较高高，常常以以选选择择题题的的形形式式考考查查。也也可可能能与与电电磁磁感感应应知知识识结结合合出出现现在在计计算算题题中。中。描述交描述交变电变电流的物理量流的物理量c电电感和感和电电容容对对交交变电变电流流的影响的影响b变压
2、变压器器c电电能的能的输输送送c实实验验15：探探究究变变压压器器线线圈圈两两端端的的电电压压与与匝匝数数的的关系关系第第1 1课时交变电流的产生和描述课时交变电流的产生和描述一、交变电流产生一、交变电流产生1.交变电流交变电流(1)定定义义：_和和_都随都随时间时间做周期性做周期性变变化的化的电电流。流。(2)图图象象：如如图图(a)、(b)、(c)、(d)所所示示都都属属于于交交变变电电流流。其其中中按正弦按正弦规规律律变变化的交化的交变电变电流叫正弦式交流叫正弦式交变电变电流，如流，如图图(a)所示。所示。大小大小方向方向2.正弦交变电流的产生和图象正弦交变电流的产生和图象(1)产产生生
3、：在在匀匀强强磁磁场场里里，线线圈圈绕绕_方方向向的的轴轴匀匀速速转动转动。(2)图图象象：用用以以描描述述交交变变电电流流随随时时间间变变化化的的规规律律，如如果果线线圈圈从从中中性性面面位位置置开开始始计计时时，其其图图象象为为正正弦弦曲曲线线。如如图图(e)、(f)、(g)所示。所示。垂直于磁垂直于磁场场二、交变电流的描述二、交变电流的描述1.周期和频率周期和频率一次周期性一次周期性次数次数三、电感和电容对交变电流的影响三、电感和电容对交变电流的影响1.电感器对交变电流的阻碍作用电感器对交变电流的阻碍作用(1)感抗：感抗：电电感器感器对对交交变电变电流流_作用的大小。作用的大小。(2)影
4、影响响因因素素：线线圈圈的的自自感感系系数数越越_，交交流流的的频频率率越越_，感抗越大。，感抗越大。(3)感抗的感抗的应应用用类类型型区区别别低低频频扼流圈扼流圈高高频频扼流圈扼流圈自感系数自感系数较较大大感抗大小感抗大小较较大大作用作用通通_流、阻流、阻_流流通通_频频、阻、阻_频频阻碍阻碍大大高高较较小小较较小小直直交交低低高高2.电容器对交变电流的阻碍作用电容器对交变电流的阻碍作用(1)容抗：容抗：电电容器容器对对交交变电变电流阻碍作用的大小。流阻碍作用的大小。(2)影影响响因因素素：电电容容器器的的电电容容越越_，交交流流的的频频率率越越_，容抗越小。，容抗越小。(3)作作 用用：“
5、通通 _流流，隔隔 _流流；通通 _频频，阻阻_频频”。大大高高交交直直高高低低考点一交变电流的产生及描述考点一交变电流的产生及描述(/c)要点突破要点突破1.两个特殊位置的特点两个特殊位置的特点2.解决交变电流图象问题的三点注意解决交变电流图象问题的三点注意(1)只只有有当当线线圈圈从从中中性性面面位位置置开开始始计计时时，电电流流的的瞬瞬时时值值表表达达式式才才是是正正弦弦形形式式，其其变变化化规规律律与与线线圈圈的的形形状状及及转转动动轴轴处处于于线线圈圈平面内的位置无关。平面内的位置无关。(2)注意峰注意峰值值公式公式EmnBS中的中的S为为有效面有效面积积。(3)在在解解决决有有关关
6、交交变变电电流流的的图图象象问问题题时时，应应先先把把交交变变电电流流的的图图象与象与线线圈的圈的转动转动位置位置对应对应起来，再根据特殊位置求特征解。起来，再根据特殊位置求特征解。典例剖析典例剖析【例例】(多多选选)如如图图甲甲所所示示，矩矩形形线线圈圈abcd在在匀匀强强磁磁场场中中逆逆时时针针匀匀速速转转动动时时，线线圈圈中中产产生生的的交交变变电电流流如如图图乙乙所所示示，设设沿沿abcda方方向向为电为电流正方向，流正方向，则则()A.乙乙图图中中Oa时间时间段段对应对应甲甲图图中中A至至B图图的的过过程程B.乙乙图图中中c时时刻刻对应对应甲甲图图中的中的C图图C.若乙若乙图图中中d
7、等于等于0.02s，则则1s内内电电流的方向改流的方向改变变了了100次次D.若乙若乙图图中中b等于等于0.02s，则则交流交流电电的的频频率率为为50Hz答案答案AC针对训练针对训练1.(多多选选)(2017金金华华模模拟拟)如如图图所所示示，在在匀匀强强磁磁场场中中匀匀速速转转动动的的矩矩形形线线圈圈的的周周期期为为T，转转轴轴O1O2垂垂直直于于磁磁场场方方向向，线线圈圈电电阻阻为为2。从从线线圈圈平平面面与与磁磁场场方方向向平平行行时时开开始始计计时时，线线圈圈转转过过60时时的的感感应应电电流流为为1A。那么。那么()答案答案AC2.(多多选选)一一正正弦弦交交变变电电流流的的电电压
8、压随随时时间间变变化化的的规规律律如如图图所所示示。由由图图可知可知该该交交变电变电流流()答案答案AB考点二交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值考点二交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(/c)要点突破要点突破交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量物理量 物理含物理含义义重要关系重要关系适用情况及适用情况及说说明明瞬瞬时值时值交交变变电电流流某某一一时时刻刻的的值值从中性面开始从中性面开始计时计时eEmsintiImsint计计算算线线圈圈某某时时刻刻的的受受力力情况情况平均平均值值某某段段时时间间内内感感应应电电动动势势或或电电流
9、的平均流的平均值值计计算算通通过过电电路路截截面面的的电电荷量荷量答案答案C答案答案B2.(多多选选)(2017嘉嘉兴兴模模拟拟)一一台台小小型型发发电电机机产产生生的的电电动动势势随随时时间间变变化化的的正正弦弦规规律律图图象象如如图图甲甲所所示示。电电路路组组成成如如图图乙乙所所示示，已已知知发发电电机机线线圈圈内内阻阻为为5.0，外外接接灯灯泡泡阻阻值值为为95.0，灯灯泡泡正正常常发发光光，则则()A.电压电压表表V的示数的示数为为220VB.电电路中的路中的电电流方向每秒流方向每秒钟钟改改变变100次次C.灯泡消耗的功率灯泡消耗的功率为为509WD.发电发电机机线线圈内阻每秒圈内阻每
10、秒钟产钟产生的焦耳生的焦耳热为热为24.2J答案答案BD考点三电感和电容对交变电流的影响考点三电感和电容对交变电流的影响(/b)典例剖析典例剖析【例例】(2017湖湖州州模模拟拟)如如图图所所示示 ，把把电电阻阻 R R、电电感感线线圈圈 L L、电电容容器器 C C 并并联联接接到到某某一一交交流流电电源源上上时时，三三只只电电流流表表的的示示数数相相同同。若若保保持持电电源源电电压压不不变变，而而使使交交变变电电流流的的频频率率逐逐渐渐减减小小，则则三三个个电电流表的示数流表的示数I1、I2、I3的大小关系是的大小关系是()A.I1I2I3B.I2I1I3C.I3I1I2D.I1I2I3解
11、解析析电电感感线线圈圈的的特特点点是是通通低低频频阻阻高高频频，电电容容器器的的特特点点是是通通高高频频阻阻低低频频，所所以以当当频频率率减减小小时时通通过过线线圈圈的的电电流流增增大大，通通过过电电容容器器的的电流减小，而通过电阻的电流不变，故电流减小，而通过电阻的电流不变，故B正确。正确。答案答案B针对训练针对训练1.如如图图所所示示的的电电路路，F为为一一交交流流发发电电机机，C为为平平行行板板电电容容器器，为为使使电电流表流表A示数增大，可行的示数增大，可行的办办法是法是()A.使使发电发电机的机的转转速增大速增大B.使使发电发电机的机的转转速减小速减小C.平行板平行板电电容器容器间换
12、间换用介用介电电常数常数较较小的小的电电介介质质D.使使电电容器两板容器两板间间距离增大距离增大解解析析发发电电机机转转速速增增大大，交交流流电电频频率率f增增大大，容容抗抗变变小小，电电流流增增大大，故故A正正确确，B错错误误；电电容容器器所所充充电电介介质质的的介介电电常常数数变变小小，板板间间距距离增大离增大，电容变小电容变小，容抗变大容抗变大，电流变小电流变小，C、D错误。错误。答案答案A2.(多多选选)在在如如图图所所示示的的电电路路中中，a、b两两端端连连接接的的交交流流电电源源既既含含高高频频交交流流，又又含含低低频频交交流流；L是是一一个个25mH的的高高频频扼扼流流圈圈，C是
13、是一一个个100pF的的电电容器，容器，R是是负载电负载电阻。下列阻。下列说说法正确的是法正确的是()A.L的作用是的作用是“通低通低频频，阻高，阻高频频”B.C的作用是的作用是“通交流，隔直流通交流，隔直流”C.C的作用是的作用是“通高通高频频，阻低，阻低频频”D.通通过过R的的电电流流中中，低低频频交交流流所所占占的的百百分分比比远远远远小小于于高高频频交交流所占的百分比流所占的百分比解解析析L是是自自感感系系数数很很小小的的高高频频扼扼流流圈圈，其其作作用用是是“通通低低频频、阻阻高高频频”，A正正确确；C是是电电容容很很小小的的电电容容器器，其其作作用用是是“通通高高频频，阻阻低低频频
14、”，也也称称高高频频旁旁路路电电容容，由由于于L对对高高频频的的阻阻碍碍作作用用和和C对对高高频频的的旁旁路路作作用用，使使得得R中中的的电电流流，低低频频成成分分远远远远大大于于高高频频成成分分，故故A、C正确。正确。答案答案AC1.(2017台台州州模模拟拟)如如图图所所示示是是一一台台发发电电机机的的结结构构示示意意图图，其其中中N、S是是永永久久磁磁铁铁的的两两个个磁磁极极，它它们们的的表表面面呈呈半半圆圆柱柱面面形形状状。M是是圆圆柱柱形形铁铁芯芯，它它与与磁磁极极的的柱柱面面共共轴轴，铁铁芯芯上上有有一一矩矩形形线线框框，可可绕绕与与铁铁芯芯M共共轴轴的的固固定定转转动动轴轴旋旋转
15、转。磁磁极极与与铁铁芯芯之之间间的的缝缝隙隙中中形形成成方方向向沿沿半半径径、大大小小近近似似均均匀匀的的磁磁场场。若若从从图图示示位位置置开开始始计计时时，当当线线框框绕绕固固定定转转动动轴轴匀匀速速转转动动时时，下下列列图图象象中中能能正正确确反反映映线线框框中感中感应电动势应电动势e随随时间时间t变变化化规规律的是律的是()解解析析因因发发电电机机的的两两个个磁磁极极N、S呈呈半半圆圆柱柱面面形形状状，磁磁极极间间的的磁磁感感线线如如图图所所示示，即即呈呈辐辐向向分分布布磁磁场场，磁磁感感应应强强度度的的大大小小不不变变，仅仅方方向向发发生生改改变变，故故线线框框在在磁磁场场中中转转动动
16、时时垂垂直直切切割割磁磁感感线线，产产生生的的感感应应电电动动势势的的大大小小不不变变，线线框框越越过过空空隙隙段段后后，由由于于线线框框切切割割磁磁感感线线方方向向发发生生变变化化，所所以以感感应应电电动动势势的的方方向向发发生生变变化化，综综上上所所述述，D正确。正确。答案答案D2.线线框框在在匀匀强强磁磁场场中中绕绕OO轴轴匀匀速速转转动动(由由上上向向下下看看是是逆逆时时针针方方向向)，当当转转到到如如图图所所示示位位置置时时，磁磁通通量量和和感感应应电电动动势势大大小小的的变变化化情情况是况是()A.磁通量和感磁通量和感应电动势应电动势都在都在变变大大B.磁通量和感磁通量和感应电动势
17、应电动势都在都在变变小小C.磁通量在磁通量在变变小，感小，感应电动势应电动势在在变变大大D.磁通量在磁通量在变变大，感大，感应电动势应电动势在在变变小小解解析析由由题题图图可可知知，mcos，eEmsin，所所以以磁磁通通量量变变大大，感应电动势变小。感应电动势变小。答案答案D答案答案CD4.一一矩矩形形线线框框在在匀匀强强磁磁场场内内绕绕垂垂直直于于磁磁场场的的轴轴匀匀速速转转动动的的过过程程中中，线线框框输输出出的的交交流流电电压压随随时时间间变变化化的的图图象象如如图图所所示示，下下列列说说法法中中正确的是正确的是()A.t0时时刻刻线线框平面与磁框平面与磁场场平行平行B.交流交流电压电
18、压的的频频率率为为4HzC.1s末末线线框平面垂直于磁框平面垂直于磁场场，通，通过线过线框的磁通量框的磁通量变变化最快化最快D.2s末末线线框平面垂直于磁框平面垂直于磁场场，通，通过线过线框的磁通量最大框的磁通量最大答案答案D5.如如图图所所示示，匀匀强强磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度B0.5T，边边长长L10cm的的正正方方形形线线圈圈abcd共共100匝匝，线线圈圈电电阻阻r1，线线圈圈绕绕垂垂直直于于磁磁感感线线的的对对称称轴轴OO匀匀速速转转动动，角角速速度度2rad/s，外外电电路路电电阻阻R4。求：。求：(1)转动过转动过程中感程中感应电动势应电动势的最大的最大值值；(2)由由图图示示位位置置(线线圈圈平平面面与与磁磁感感线线平平行行)转转过过60角角时时的的瞬瞬时时感感应应电动势电动势；(3)由由图图示位置示位置转过转过60角的角的过过程中程中产产生的平均感生的平均感应电动势应电动势；(4)交流交流电压电压表的示数。表的示数。答案答案(1)3.14V(2)1.57V(3)2.60V(4)1.78V