物理·选修1－1(人教版)
交 变 电 流
?基础巩固
1．(多选)如下列四幅图所示，属于交变电流的是( )
解析：图象中正负表示电流方向，A图中电流数值总为正值，表示电流方向不变，是直流电；B图中形状类似正弦图象，但由于电流值总为正，也是直流电；C图中电流强度不随时间变化，但方向随时间作周期性改变，是交变电流；D图中电流大小和方向都随时间作周期性变化，是正弦式交变电流．
答案：CD
2．(单选)关于交变电流与直流电的说法中，正确的是( )
A．如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流
B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变
C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的
D．直流电的方向可以发生周期性变化
解析：交变电流是指大小和方向都随时间做周期变化的电流．而方向不随时间变化叫直流电，所以A、C、D错，B正确．
答案：B
3．(单选)下列说法正确的是( )
A．正弦式交变电流在一个周期内电流方向改变两次
B．交变电流的有效值总是最大值的倍
C．因为有效值表示交流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同
D．若正弦式交变电流的最大值是10 A，则它的最小值是－10 A
解析：线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次，在一个周期内线圈平面有两次经过中性面．对于正弦式交变电流有效值是最大值的1/倍，对其他的交变电流不一定有这样的关系．交变电流的有效值是从电流做功角度定义的，它与电流的平均值本质不同，从i－t图象也可看出，正弦交变电流不随时间做线性变化，故有效值和平均值不同．若正弦式交变电流最大值为10 A，最小值应为0 A，－10 A表示电流反向最大．
答案：A
4．(单选)一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4π rad/s匀速转动，产生的交变电动势的图象如下图所示，则( )
A．交变电流的频率是4π Hz
B．当t＝0时，线圈平面与磁感线平行
C．当t＝0.5 s时，e有最大值
D．交变电流的周期是0.5 s
解析：由于线圈转动的角速度题中已给出，所以线圈的转动频率可以由公式直接求出，线圈的频率和交变电流的频率是相同的，ω＝4π rad/s，而ω＝2πf，故f＝2 Hz，T＝＝0.5 s．由图象可看出：t＝0时e＝0，线圈位于中性面，即线圈平面跟磁感线垂直，t＝0.5 s时ωt＝2π，e＝0.
答案：D
5．(单选)电阻R1、R2与交流电源按照下图中方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω.合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如下图所示．则( )
A．通过R1的电流有效值是1.2 A
B．R1两端的电压有效值是6 V
C．通过R2的电流最大值是1.2 A
D．R2两端的电压最大值是6 V
解析：从图象可以看出，交变电流中电流最大值为0.6 A，电流有效值为：I＝＝0.6 A，R1两端电压为U1＝IR1＝6 V，R2两端电压最大值为Um＝ImR2＝0.6×20 V＝12 V，综上所述，正确选项为B.
答案：B
6．(单选)一个电热器接在10 V的直流电源上，在时间t内产生的焦耳热为Q；今将该电热器接在一正弦式交流电源上，它在2t时间内产生的焦耳热为Q.则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是( )
A．最大值是10 V，有效值是10 V
B．最大值是10 V，有效值是5 V
C．最大值是5 V，有效值是5 V
D．最大值是20 V，有效值是10 V
解析：设电热器电阻为R，则Q＝t＝t，
设交流电源电压最大值为Um，则有效值为，
则Q＝·2t，得Um＝10 V，
则Ue＝＝5 V.
答案：B
7．(单选)一个电阻R接在10 V的直流电源上，它的发热功率为P，当它接在电压为U＝10sin ωt (V)的交流电源上时，发热功率为( )
A．0.25P B．0.5P
C．P D．2P
解析：由题意知，电阻R接直流电源时：
P＝＝，①
接交流电源时，U＝10sin ωt V，其Ue＝ V＝5 V，则P′＝＝，②
比较①②得P′＝0.5P.
答案：B
8．(单选)如下图所示，甲、乙、丙三种电路中，闭合开光后，关于灯泡能否发光，下列说法正确的是( )
A．甲能正常发光
B．乙能正常发光
C．丙能正常发光
D．都不能正常发光
解析：甲图的灯泡两端有一条导线连接，两端电动势一样，不会形成电压，甲图灯不会发光，所以A错；乙图直流电不能持续通过电容器，不会给灯泡提供电压，乙图灯不会持续发光，所以B错；丙图交流电可以通过电容器，电路中有电流，所以丙图灯能发光，C正确．
答案：C
?能力提升
9．(单选)如图是某交流发电机产生的交变电流的图象，根据图象可以判定( )
A．此交变电流的周期为0.1 s
B．此交变电流的频率为5 Hz
C．将标有“12 V 3 W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光
D．与图象上a点对应的时刻发电机中的线圈刚好转至中性面
解析：由正弦函数图象可以得知，线框是由中性面开始转动的，所以D选项错．此图告诉我们，交变电流的周期是0.2 s，频率f＝＝Hz＝5 Hz，即A错，B对．“12 V 3 W”灯泡中12 V是有效值，图中12 V为最大值，U有效＝，通过以上分析，只有选项B正确．
答案：B
10．(多选)一正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知( )
A．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u＝100sin 25πt V
B．该交变电流的频率为25 Hz
C．该交变电流的电压的有效值为100 V
D．若将该交变电流的电压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W
解析：从题图中可知，周期T＝4×10－2s，峰值Um＝100 V，故交变电流的频率f＝＝25 Hz，有效值Ue＝＝50 V，加在R＝100 Ω的电阻上时的功率P＝＝50 W，电压瞬时值表达式U＝Umsin t＝100sin 50πt V，所以B、D项正确．
答案：BD
课件28张PPT。第三章 电磁感应 第三节 交 变 电 流 栏目链接交流电的胜利
公元1879年之后，一场以爱迪生为代表的直流输电技术和一场以特斯拉为代表的交流输电技术展开了激烈的竞争.1879年，爱迪生发明了电灯，使用的是直流电技术，爱迪生的企业迅速占据了世界主要市场．但是爱迪生的直流电照明技术使得住宅区与发电站的距离不能超过3千米，超过3千米直流电传输的电能迅速衰减．而另一个伟大的科学家特斯拉和发明家威斯丁豪斯认为交流电技术更适合远距离传输电能，交流电远距离传输时候线路电能损失更小，并且交流电有着比直流电更广阔的生产和生活方面的应用．
栏目链接为了打破爱迪生的技术垄断，特斯拉特地制作了一个“特斯拉线圈”，它是由一个感应圈、两个大电容器和一个初级线圈仅几圈的互感器组成．这种装置可以产生频率很高的高压电流，不过这种高压电的电流极小，对人体不会产生显著的生理效应．特斯拉在一次记者招待会上，用这种装置使电流通过自己的身体，点亮了电灯，甚至还熔化了电线，使在场的记者一个个惊讶得目瞪口呆，取得了极大的宣传效果．
特斯拉的胜利，加速了交流电的推广使用．现在我们知道，低频交流电和直流电一样危险，至于低频高压交流电就更加危险，因此千万不要随便重复特斯拉的实验．
栏目链接 栏目链接一、交流发电机
1．交流发电机由________和________组成．工作原理是_________________．交流发电机产生的电流大小、方向都随时间做_______________变化．
2．交变电流：大小、方向都做________变化．
栏目链接定子转子电磁感应定律 周期性
周期性
二、交流的变化规律
1．正弦式电流：电网中的交变电流，它的电流、电压随时间按________的规律变化．
2．瞬时值：反映的是某时刻交变电流的________和________．
电压：u＝________.
电流：i＝________.
3．峰值：说明交变电流在变化过程中所能达到的________，反映了交变电流大小的__________．Um、Im分别为交变电流__________、__________的峰值．
栏目链接正弦函数大小 方向Umsin ωtImsin ωt
最大值变化范围电压电流 栏目链接4．周期和频率：①周期：交变电流_________________所用的时间，符号为__________．我国电网交变电流的周期是________．
②频率：交变电流在1 s内发生________________的次数，符号为______，单位为Hz.我国电网交变电流的频率是______．
③周期和频率的关系：T＝______.
5．有效值．
交变电流的有效值是根据______________来规定的，对于正弦交流电，它的有效值是其峰值的______倍．通常，交流电表都是按有效值来刻度的．一般不作特别说明时，交流的大小均是指______．例如市电220伏特，就是指其有效值为220伏特．
完成一次周期性变化T0.02 s周期性变化f50 Hz电流的热效应0.707有效值三、交流能够通过电容器
电容器接到交流电源上时，自由电荷不会通过两极板间的绝缘电介质，只不过在________的作用下，电容器交替进行________和________，电路中就有了电流，表现为交变电流通过了电容器．
电容器能够“隔________、通________” 栏目链接交变电压 交流直流放电充电 栏目链接要点一 关于交变电流的理解
栏目链接2．交变电流的变化规律．
(1)中性面：跟磁感线垂直的平面．
(2)在如图甲所示的匀强磁场中匀速转动的线圈中产生正弦交流电．线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流方向就改变一次．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向改变两次．
栏目链接 栏目链接 甲 乙 栏目链接 栏目链接 栏目链接变 式
迁 移 栏目链接变 式
迁 移 栏目链接要点二 交变电流的有效值
栏目链接例2下图是一正弦交变电流的电流图象，此正弦交变电流的频率和电流的有效值分别为( ) 栏目链接 栏目链接变 式
迁 移 栏目链接 栏目链接要点三 关于交流电通过电容器的理解
栏目链接 栏目链接 例3 如下图所示的电路中，以下结论正确的是( )A．a、b若接直流电，灯泡不亮
B．a、b若接直流电，灯泡能持续发光
C．a、b若接交流电，灯泡发光，灯泡和电容都有电荷通过
D．a、b若接交流电，灯泡发光，电容中无电荷通过
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