3.2交變電流的描述模塊一學(xué)問(wèn)把握學(xué)問(wèn)點(diǎn)一周期和頻率【情境導(dǎo)入】如圖為我國(guó)照明電路的u－t圖像．(1)計(jì)算其周期和頻率，每秒電流轉(zhuǎn)變多少次方向？(2)交變電流的周期和頻率跟發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω或轉(zhuǎn)速n有什么關(guān)系？試寫(xiě)出其關(guān)系式．【學(xué)問(wèn)梳理】1．周期(T)：交變電流完成所需的時(shí)間．2．頻率(f)：交變電流完成周期性變化的次數(shù)與所用時(shí)間之比叫作頻率，數(shù)值等于交變電流在單位時(shí)間內(nèi)完成．3．周期和頻率的關(guān)系：T＝eq\f(1,f)或f＝eq\f(1,T).4．角速度與周期、頻率的關(guān)系：ω＝eq\f(2π,T)＝.（2021秋?丹東期末）某溝通發(fā)電機(jī)的線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁通量Φ隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A．1s內(nèi)線(xiàn)圈中電流方向轉(zhuǎn)變50次 B．t＝0時(shí)，線(xiàn)圈平面與中性面重合 C．t＝0.01s時(shí)，磁通量變化率的確定值為40πWb/s D．t＝0.015s時(shí)，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流最大學(xué)問(wèn)點(diǎn)二峰值和有效值【情境導(dǎo)入】1.如圖是通過(guò)一個(gè)R＝1Ω的電阻的電流i隨時(shí)間t變化的圖像．(1)試計(jì)算0～1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量．(2)假如有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過(guò)這個(gè)電阻R，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱量，這個(gè)電流是多大？2．某溝通電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式u＝6eq\r(2)sin(100πt)V，把標(biāo)有“6V2W”的小燈泡接在此電源上會(huì)不會(huì)被燒壞？把標(biāo)有6V的電容器接在此電源上會(huì)不會(huì)被擊穿？【學(xué)問(wèn)梳理】1．峰值：交變電流的電壓、電流能達(dá)到的最大數(shù)值叫峰值．電容器所能承受的電壓要溝通電壓的峰值，否則電容器就可能被擊穿．2．有效值：讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)的電阻，假如在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的相等，則此恒定電流的電流與電壓叫作交變電流的有效值．3．正弦式交變電流的峰值與有效值之間的關(guān)系E＝eq\f(Em,\r(2))＝Em，U＝eq\f(Um,\r(2))＝Um，I＝eq\f(Im,\r(2))＝Im【重難詮釋】1．峰值：交變電流的電壓、電流能達(dá)到的最大數(shù)值叫峰值．(1)若將溝通電接入純電阻電路中，則電路中的電流及外電阻兩端的電壓的最大值分別為Im＝eq\f(Em,R＋r)，Um＝ImR.(2)電容器耐壓值要高于溝通電壓的峰值才不會(huì)被擊穿．2．有效值：確定交變電流有效值的依據(jù)是電流的熱效應(yīng)．讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，假如在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則此恒定電流的電流和電壓叫作交變電流的有效值．(1)在正弦式交變電流中，最大值與有效值之間的關(guān)系為：E＝eq\f(Em,\r(2))＝0.707Em，U＝eq\f(Um,\r(2))＝0.707Um，I＝eq\f(Im,\r(2))＝0.707Im.(2)當(dāng)電流是非正弦式交變電流時(shí)，必需依據(jù)有效值的定義求解．先計(jì)算交變電流在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q，再將熱量Q用相應(yīng)的物理量的有效值表示，即Q＝I2RT或Q＝eq\f(U2,R)T，最終代入數(shù)據(jù)求解有效值．說(shuō)明(1)E＝eq\f(Em,\r(2))、I＝eq\f(Im,\r(2))、U＝eq\f(Um,\r(2))只適用于正弦式交變電流，對(duì)于按其他規(guī)律變化的交變電流，上述關(guān)系式一般不再適用．(2)對(duì)于非正弦式交變電流有效值的計(jì)算，時(shí)間一般選取一個(gè)周期．(3)凡涉及能量、電功以及電功率等物理量時(shí)均用有效值，在確定保險(xiǎn)絲的熔斷電流時(shí)也用有效值．（2023春?南開(kāi)區(qū)期中）如圖1所示，溝通發(fā)電機(jī)的矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)該線(xiàn)圈的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖2所示。已知線(xiàn)圈匝數(shù)為20匝，則下列說(shuō)法正確的是（）A．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為2rad/s B．1.5s時(shí)，線(xiàn)圈所在平面與中性面垂直 C．100s內(nèi)，線(xiàn)圈中電流方向轉(zhuǎn)變50次 D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為4π（V）（2023春?揚(yáng)州期中）如圖是某無(wú)線(xiàn)充電接收端電流經(jīng)電路初步處理后的i﹣t圖像，則該交變電流的有效值為（）A．26A B．5A C．6A D（2023春?滁州期中）如圖是一交變電流的i﹣t圖像，則該交變電流的有效值為（）A．3A B．4A C．433A （2023春?寧波期末）如圖甲所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一匝數(shù)為n、面積為S、總電阻為r的矩形線(xiàn)圈abcd繞軸oo′做角速度為ω的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，矩形線(xiàn)圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中可以保持和外電路電阻R形成閉合電路，回路中接有一抱負(fù)溝通電流表。圖乙是線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的圖像，下列說(shuō)法中正確的是（）A．從t1到t3這段時(shí)間穿過(guò)線(xiàn)圈磁通量的變化量為2nBS B．t3時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化率為nBSω C．從t3到t4這段時(shí)間通過(guò)電阻R的電荷量為nBSRD．電流表的示數(shù)為nBSω學(xué)問(wèn)點(diǎn)三正弦式交變流的公式和圖像【學(xué)問(wèn)梳理】1．正弦式交變電流的公式和圖像可以具體描述交變電流的狀況．若線(xiàn)圈通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)頭計(jì)時(shí)，交變電流的圖像是曲線(xiàn)．2．若已知電壓、電流最大值分別是Um、Im，周期為T(mén)，則正弦式交變電流電壓、電流表達(dá)式分別為u＝Umsin

eq\f(2π,Τ)t，i＝Imsin

eq\f(2π,T)t.3．正弦式交變電壓的圖像如圖所示（2023春?荔灣區(qū)期末）一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)與電壓表V、小燈泡按圖甲所示電路連接，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈電阻不能忽視，則?（）A．在t＝0.02s時(shí)，線(xiàn)圈磁通量為0 B．電壓表V的示數(shù)為36V C．發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e＝362sin100πt（V） D．1s內(nèi)流過(guò)小燈泡的電流方向轉(zhuǎn)變50次（2022秋?葫蘆島期末）如圖甲所示，100匝矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線(xiàn)的中心軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化曲線(xiàn)如圖乙所示，若外接電阻的阻值R＝9Ω，線(xiàn)圈的電阻r＝1Ω，則下列說(shuō)法正確的是（）A．t＝0.02s時(shí)通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零 B．t＝0.02s時(shí)線(xiàn)圈恰好垂直中性面 C．電壓表的示數(shù)為452D．線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式e＝100sin40πt（V）（2023春?安徽期中）圖甲為溝通發(fā)電機(jī)示意圖，線(xiàn)圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞固定軸OO'沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)。已知線(xiàn)圈的匝數(shù)為N，線(xiàn)圈的電阻為r，定值電阻為R，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙。若電表均為抱負(fù)溝通電表，下列說(shuō)法中正確的是（）A．1s內(nèi)線(xiàn)圈通過(guò)中性面12tB．穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大為t0C．電壓表的讀數(shù)為RED．一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)電流表的電量為2學(xué)問(wèn)點(diǎn)四電感和電容對(duì)交變電流的影響1.電感器對(duì)交變電流的阻礙作用(1)感抗：電感器對(duì)交變電流阻礙作用的大小.(2)影響因素：線(xiàn)圈的自感系數(shù)越大，溝通的頻率越，感抗越大.(3)感抗的應(yīng)用類(lèi)型區(qū)分低頻扼流圈高頻扼流圈自感系數(shù)較大較小感抗大小較大較小作用通直流、阻溝通通直流、通低頻、阻高頻2.電容器對(duì)交變電流的阻礙作用(1)容抗：電容器對(duì)交變電流阻礙作用的大小.(2)影響因素：電容器的電容越，溝通的頻率越高，容抗越小.(3)作用：“通流，隔流；通頻，阻頻”.（2023春?閻良區(qū)期末）如圖所示，甲、乙是規(guī)格相同的燈泡，A、B兩端加直流電壓時(shí)，甲燈正常發(fā)光，乙燈完全不亮；當(dāng)A、B兩端加上有效值和直流電壓相等的溝通電壓時(shí)，甲燈發(fā)出微弱的光，乙燈能正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是（）A．與甲燈串聯(lián)的元件X是電容器 B．與乙燈串聯(lián)的元件Y是電阻 C．與甲燈串聯(lián)的元件X是電感線(xiàn)圈 D．與乙燈串聯(lián)的元件Y是電感線(xiàn)圈（2023春?湟中區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，把電阻R、電感線(xiàn)圈L、電容器C分別串聯(lián)一個(gè)燈泡后，并聯(lián)接在溝通電源的兩端，三盞燈亮度相同。要使燈泡L1變亮、燈泡L2變暗，下列措施中可行的是（）A．只減小溝通電的電壓 B．只增大溝通電的電壓u C．只減小溝通電的頻率 D．只增大溝通電的頻率（2023?皇姑區(qū)校級(jí)模擬）在如圖所示的電路中，L是直流電阻可以忽視的電感線(xiàn)圈，電流計(jì)G可視為抱負(fù)電表，先將開(kāi)關(guān)S置于a處，待電路穩(wěn)定后將開(kāi)關(guān)S移至b處同時(shí)開(kāi)頭計(jì)時(shí)，電感線(xiàn)圈L和電容器C組成振蕩電路，其振蕩周期為T(mén)。下列說(shuō)法正確的是（）A．開(kāi)關(guān)S剛移至b處，電流計(jì)G中將有從左向右的電流經(jīng)過(guò) B．0～T4過(guò)程中，電容器C．t=T4時(shí)刻，電感線(xiàn)圈LD．3T4～T模塊二鞏固提高（2023春?西城區(qū)校級(jí)期末）溝通發(fā)電機(jī)在t＝0時(shí)刻的示意圖如圖所示，其中滑環(huán)K與線(xiàn)圈AB邊相連，滑環(huán)L與線(xiàn)圈CD邊相連，流過(guò)電阻的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝20sin（100πt）（A）。下列說(shuō)法正確的是（）A．t＝0時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零 B．t＝0時(shí)刻線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 C．t＝0時(shí)刻溝通電流表的示數(shù)為零 D．線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速為100r/s（2023春?揚(yáng)州期中）一個(gè)矩形線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的正弦式溝通電電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．線(xiàn)框繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為10rad/s B．該圖像是從線(xiàn)框處于中性面時(shí)開(kāi)頭計(jì)時(shí)的 C．0～0.1s內(nèi)，該交變電流的平均值為5V D．一個(gè)周期內(nèi)電流方向轉(zhuǎn)變1次（2023春?如皋市校級(jí)月考）通過(guò)某溝通電流表的電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示，該電流表的示數(shù)是（）A．32A B．42A C．522A（2023春?成都期末）圖（a）為某爭(zhēng)辯小組的自制溝通發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。某次試驗(yàn)中線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，利用示波器測(cè)出其產(chǎn)生的正弦溝通電電壓u隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖（b）所示，線(xiàn)圈及導(dǎo)線(xiàn)電阻不計(jì)，若想用此發(fā)電機(jī)產(chǎn)生“220V、50Hz”的溝通電，下列操作正確的是（）A．僅調(diào)整線(xiàn)圈的匝數(shù)為原來(lái)2倍 B．僅調(diào)整線(xiàn)圈的面積為原來(lái)2倍 C．僅調(diào)整勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為原來(lái)22倍D．僅調(diào)整線(xiàn)圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為原來(lái)2倍（2023春?番禺區(qū)期末）某小組用圖a的風(fēng)速儀爭(zhēng)辯溝通電，風(fēng)杯在風(fēng)力作用下帶動(dòng)與其連在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)；某一風(fēng)速時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的交變電流如圖b所示，則（）A．該交變電流的周期為t0 B．該交變電流的頻率為2t0 C．該交變電流的有效值為22D．該交變電流的峰值為2（2023春?重慶期末）如圖所示，單匝矩形閉合線(xiàn)框abcd的bc邊位于豎直虛線(xiàn)OO′處，整個(gè)空間有垂直紙面對(duì)里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該線(xiàn)框可繞虛線(xiàn)OO′在水平面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。該線(xiàn)框電阻為R，長(zhǎng)度bc＝2ab＝2l，則該線(xiàn)框的電功率為（）A．4B2l4ω2R B．3B（2023?滄州一模）如圖所示，面積為S、電阻為R的單匝矩形閉合導(dǎo)線(xiàn)框abcd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的垂直紙面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（cd邊右側(cè)沒(méi)有磁場(chǎng)）。若線(xiàn)框從圖示位置開(kāi)頭繞與cd邊重合的豎直固定軸以角速度ω開(kāi)頭勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則線(xiàn)框旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為BSω2B．線(xiàn)框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為BSω2C．線(xiàn)框中感應(yīng)電流的有效值為BSω2D．從圖示位置開(kāi)頭轉(zhuǎn)過(guò)π6的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)某橫截面的電荷量為（2023?龍鳳區(qū)校級(jí)模擬）為進(jìn)展新能源，某科研小組制作了一個(gè)小型波浪發(fā)電機(jī)，磁鐵固定在水中，S極上套有一個(gè)浮筒，浮筒上繞有線(xiàn)圈，其截面示意圖如圖甲所示，浮筒可隨波浪上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)切割磁感線(xiàn)而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，線(xiàn)圈電阻r＝2Ω，匝數(shù)為100匝，線(xiàn)圈處磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.1T，線(xiàn)圈的直徑d=2m，把線(xiàn)圈與阻值R＝8A．浮筒在豎直方向上下振動(dòng)的頻率為2.5Hz B．發(fā)電機(jī)的輸出功率為1.28W C．小燈泡的額定電壓為4V D．浮筒在豎直方向上下運(yùn)動(dòng)的最大速度為0.4（2023春?南崗區(qū)校級(jí)月考）甲、乙、丙三圖中各段曲線(xiàn)均為正弦曲線(xiàn)的一部分，關(guān)于四圖，下列說(shuō)法正確的是（）A．圖甲中電流的峰值為2A，有效值為2A，周期為5s B．圖乙中電流的峰值為5A，有效值為2.52AC．圖丙中電流的峰值為2A，有效值為2A D．圖丁中電流的最大值為4A，有效值為2A，周期為2s（2023春?和平區(qū)校級(jí)月考）圖為發(fā)電機(jī)的原理圖。邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的n匝正方形線(xiàn)圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)的中心軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，線(xiàn)圈電阻不計(jì)，外接電阻R和電壓表，下列說(shuō)法正確的是（）A．從圖示位置開(kāi)頭計(jì)時(shí)，線(xiàn)框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝nBL2ωsinωt B．若將電阻R換成電容器，電容器的耐壓值可以為22C．從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°流過(guò)R中的電量q=BD．線(xiàn)框轉(zhuǎn)一周，外力所做的功為W=（2023春?迎澤區(qū)校級(jí)月考）如圖所示，矩形線(xiàn)圈abcd的匝數(shù)為N＝30匝，線(xiàn)圈ab的邊長(zhǎng)為l1＝0.1m，bc的邊長(zhǎng)為l2＝0.2m，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線(xiàn)且通過(guò)線(xiàn)圈中線(xiàn)的OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝1002rad/s，若線(xiàn)圈自身電阻為r＝1Ω，線(xiàn)圈兩端外接R＝9Ω的電阻。試求：（1）線(xiàn)圈在圖示位置（線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)平行）時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的大小。（2）電阻R上消耗的電功