应的图象是互余的典例剖析例如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿方向为电流正方向，则图乙图中时间段对应甲图中至图的过程乙图中时刻对应甲图中的图若乙图中等于，则内电流的方向改变次若乙图中等于，则交流电的频率为解析由交变电流的产生原理可知，甲图中两图中线圈所在的平面为中性面，线圈在中性面时电流为零，再经过个周期电流达到最大值，再由楞次定律判断出电流的方向，因此图甲中至图的过程电流为正且从零逐渐增大到最大值，对甲图中的图对应的电流为零，错每经过中性面次线圈中的电流方向将要改变次，所以个周期内电流方向要改变两次，所以在乙图中对应段等于交变电流的个周期，若已知等于，则频率为，内电流的方向改变次，错而选项频率应该是答案例实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动今在发电机的输出端接个电阻和理想电压表，并让线圈每秒转圈，读出电压表的示数为已知，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是图线圈平面与磁场平行时，线圈中的瞬时电流为零从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感应电流瞬时值表达式为流过电阻的电流每秒钟方向改变次电阻上的热功率等于解析线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电流最大，错从线圈平面与磁场平行开始计时，Ε，错电流方向每秒改变次，错，正确答案跟踪训练小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示此线圈与个的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是交变电流的周期为交变电流的频率为交变电流的有效值为交变电流的最大值为图答案解析由图象可知交变电流的周期，频率，故选项错误交变电流的有效值，故选项正确交变电流的最大值，故选项错误考点解读交变电流的瞬时值峰值有效值和平均值的比较考点二交变电流“四值”的比较与理解物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流时刻的值计算线圈时刻的受力情况峰值最大的瞬时值讨论电容器的击穿电压物理量物理含义重要关系适用情况及说明有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值适用于正余弦式电流计算与电流的热效应有关的量如电功电功率电热等电气设备“铭牌”上所标的般是有效值保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值计算通过电路截面的电荷量典例剖析例武汉模拟理想变压器原副线圈匝数比∶∶，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压如图所示副线圈仅接入个的电阻则图流过电阻的电流是与电阻并联的电压表的示数是经过分钟电阻发出的热量是变压器的输入功率是解析原线圈中电压的有效值是由变压比知副线圈中电压为，流过电阻的电流是与电阻并联的电压表的示数是经过分钟电阻发出的热量是入出只有项正确答案例如图所示，边长为的正方形的单匝线圈，其电阻为，外电路的电阻为，的中点和的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为若线圈从图示位置开始以角速度为绕轴匀速转动，则以下判断正确的是图图示位置线圈中的感应电动势最大为闭合电路中感应电动势的瞬间值表达式为线圈从图示位置转过的过程中，流过电阻的电荷量为线圈转动周的过程中，电阻上产生的热量解析图示位置，线圈中通过的磁通量最大，但感应电动势为零，错误线圈产生的感应电动势最大值为，故对应的瞬间值表达式为，正确由可得线圈从图示位置转过的过程中，流过电阻的电荷量，错误电阻上产生的热量应利用有效值求解，即转动周过程中产生的热量，正确命题意图本题考查了交流电，意在考查考生对交流电的产生以及交流电四值的理解及掌握情况答案跟踪训练汕头质检正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知图该交流电的电压瞬时值的表达式为该交流电的频率为该交流电的电压的有效值为若将该交流电压加在阻值为的电阻两端，则电阻消耗的功率是答案解析从图中可知，交流电周期，故选项错误考点解读交变电流的瞬时值峰值有效值和平均值的比较考点二交变电流“四值”的比较与理解物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流时刻的值计算线圈时刻的受力情况峰值最大的瞬时值讨论电容器的击穿电压物理量物理含义重要关系适用情况及说明有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值适用于正余弦式电流计算与电流的热效应有关的量如电功电功率电热等电气设备“铭牌”上所标的般是有效值保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值计算通过电路截面的电荷量典例剖析例武汉模拟理想变压器原副线圈匝数比∶∶，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压如图所示副线圈仅接入个的电阻则图流过电阻的电流是与电阻并联的电压表的示数是经过分钟电阻发出的热量是变压器的输入功率是解析原线圈中电压的有效值是由变压比知副线圈中电压为，流过电阻的电流是与电阻并联的电压表的示数是经过分钟电阻发出的热量是入出只有项正确答案例如图所示，边长为的正方形的单匝线圈，其电阻为，外电路的电阻为，的中点和的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为若线圈从图示位置开始以角速度为绕轴匀速转动，则以下判断正确的是图图示位置线圈中的感应电动势最大为闭合电路中感应电动势的瞬间值表达式为线圈从图示位置转过的过程中，流过电阻的电荷量为线圈转动周的过程中，电阻上产生的热量解析图示位置，线圈中通过的磁通量最大，但感应电动势为零，错误线圈产生的感应电动势最大值为，故对应的瞬间值表达式为，正确由可得线圈从图示位置转过的过程中，流过电阻的电荷量，错误电阻上产生的热量应利用有效值求解，即转动周过程中产生的热量，正确命题意图本题考查了交流电，意在考查考生对交流电的产生以及交流电四值的理解及掌握情况答案跟踪训练汕头质检正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知图该交流电的电压瞬时值的表达式为该交流电的频率为该交流电的电压的有效值为若将该交流电压加在阻值为的电阻两端，则电阻消耗的功率是答案解析从图中可知，交流电周期，峰值电压，故交流电的频率，有效值将该交流电压加在的电阻两端时，电阻消耗的热功率，瞬时值表达式，故正确选项为例如图甲所示，矩形线圈放置在匀强磁场中，并绕过中点的轴以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角时如图乙为计时起点，并规定当电流自流向时，电流方向为正则下列四幅图中正确的是图对交变电流图象的意义认识不清误区警示不能将交变电流的产生原理与图象正确结合，或判断初始时刻的电流方向错误而错选答案正确解析从乙图可看出初始时刻线圈平面与中性面的夹角为，又由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为从到与正方向相反，故瞬时电流的表达式为，图象符合题意方法提炼对于交变电流的图象问题，关键在于把线圈在匀强磁场中的具体位置与图象上的时刻对应好，也就是把交变电流的变化规律与线圈在磁场中转动的具体情景对应好！跟踪训练如图所示，在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置矩形线圈线圈边沿竖直方向且与磁场的右边界重合线圈平面与磁场方向垂直从时刻起，线圈以恒定角速度绕边沿图示方向转动，规定线圈中电流沿方向为正方向，则从到时间内，线圈中的电流随时间的变化关系图象为下图中的图答案解析在内，线圈在匀强磁场中匀速转动，故产生正弦交流电，由楞次定律知，电流方向为负值在，线圈中无感应电流在时，边垂直切割磁感线，感应电流最大，且电流方向为正值例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甲所示已知发电机线圈内阻为，现外接只电阻为的灯泡，如图乙所示，则图忽视交变电流“四值”的区别，造成运用时的错误误区警示错解不能正确区分电源电动势和路端电压，易错选错解认为在个周期内电流的方向改变次，则会错选电压表的示数为电路中的电流方向每秒钟改变次灯泡实际消耗的功率为发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为正确解析电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由图象知电动势的最大值，有效值，灯泡两端电压，错由图象知，个周期内电流方向改变两次，可知内电流方向改变次，错灯泡消耗的实际功率，错电流的有效值，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为，对答案方法提炼在解答有关交变电流问题时，除要注意电路结构外，还要区分交变电流的最大值瞬时值有效值和平均值，最大值是瞬时值中的最大量值，有效值是以电流的热效应来等效定义的，与电磁感应问题样，求解与电能电热相关问题时，定要使用有效值，而求解通过导体截面的电荷量时定要用平均值跟踪训练交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系如图所示如果此线圈和个的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列叙述正确的是交变电流的周期为交变电流的最大值为交变电流的有效值为电阻两端的最大电压为图答案解析由图知，项错误，Ε，则Ε，项正确，项错误Ε，项错误考点内容要求考纲解读交变电流交变电流的图象Ⅰ高考对本章的考查多集中在变压器的原理及其应用交流电的有效值平均值和远距离输电等知识的理解和应用上题型多为选择题高考中，对交变电流的考查仍集中在上述知识点上，但是交变电流的有关知识与其他知识有很多的结合点，如电路结构分析电路的动态分析电功电功率的计算带电粒子在交变电场中的运动等正弦交变电流的函数表达式峰值和有效值Ⅰ理想变压器Ⅰ远距离输电Ⅰ实验传感器的简单使用第课时交变电流的产生和描述导学目标能掌握交变电流的产生和描述，会写出交变电流的瞬时值表达式能认识交变电流的图象和进行有效值最大值的计算交变电流的产生和变化规律基础导引关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是线圈平面每经过中性面次，感应电流方向就改变次，感应电动势方向不变线圈每转动周，感应电流方向就改变次线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大答案知识梳理交变电流强弱和方向都随时间做变化的电流如图所示都属于交变电流其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图所示图周期性正弦式交变电流的产生和变化规律产生在匀强磁场里，线圈绕方向的轴匀速转动中性面定义与磁场方向的平面特点线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量，磁通量的变化率为，感应电动势为垂直于磁场垂直最大零零线圈转动周，经过中性面线圈每经过次，电流的方向就改变次图象用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为曲线如图所示答案周期频率峰值等思考由正弦式交变电流的图象可以得出哪些物理量两次中性面正弦二描述交变电流的物理量基础导引我们日常生活用电的交变电压是，它是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的，则下列说法正确的是交流电的频率是交流电压的有效值是当时，线圈平面恰好与中性面平行当时，有最大值电流每秒方向改变次知识梳理周期和频率周期交变电流完成变化线圈转周所需的时间，单位是秒公式频率交变电流在内完成周期性变化的，单位是赫兹周期和频率的关系或次周期性次数交变电流的瞬时