《2025年高考帮高中物理》

考点 2 交变电流的图像及“四值”的应用
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1.正弦式交变电流相关图像
|物理量|函数表达式|图像|
| ---- | ---- | ---- |
|磁通量|$\varPhi =\varPhi _{m}\cos\omega t$
$\varPhi _{m}=BS$||
|电动势|$e = E_{m}\sin\omega t$
$E_{m}=NBS\omega$||
|电压|$u = U_{m}\sin\omega t$
$U_{m}=\frac{E_{m}}{R + r}R$||
|电流|$i = I_{m}\sin\omega t$
$I_{m}=\frac{E_{m}}{R + r}$||
说明（1）上表中表达式的表示形式仅限于线圈自中性面开始转动计时的情况.（2）在轴与磁场垂直的前提下,交变电流的表达式与轴的位置无关.

答案：

2 如图所示是某风能发电机产生的正弦式交变电流的波形图,请根据该图像求出它的周期、频率、电流的峰值、电流的有效值.

答案：
0.2s  5Hz 10A 

3 如图甲、乙、丙所示,把 3 个面积相同的线圈放入同一匀强磁场中,绕不同的轴匀速转动,能否产生正弦式交流电？在转动过程中感应电动势的最大值是否相同？

答案：

2.交变电流的“四值”
|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[12]____的值|$e = E_{m}\sin\omega t;i = I_{m}\sin\omega t$|计算线圈某时刻的受力情况（从线圈在中性面位置开始计时）|
|峰值|最大的瞬时值|$E_{m}=[13]$____;
$I_{m}=\frac{E_{m}}{R + r}$|讨论电容器的击穿电压|
|有效值|和交变电流的热效应等效的恒定电流的值|$E=\frac{E_{m}}{\sqrt{2}},U=\frac{U_{m}}{\sqrt{2}},I=\frac{I_{m}}{\sqrt{2}}$
（适用于正弦式交变电流）|（1）计算与电流的热效应有关的量（如电功、电功率、电热等）；
（2）电气设备“铭牌”上所标的值；
（3）保险丝的熔断电流；
（4）交流电表的读数|
|平均值|$i - t$图像中图线与时间轴所围面积与时间的比值|$\overline{E}=[14]$____;$\overline{E}=n\frac{\Delta\varPhi}{\Delta t};\overline{I}=\frac{\overline{E}}{R + r}$|计算通过电路某一横截面的电荷量|

答案：