《（全程复习）（广西专用）2014年高考物理一轮复习 13.1交变电流的产生和描述 电感和电容对交变电流的作用课件 新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（全程复习）（广西专用）2014年高考物理一轮复习 13.1交变电流的产生和描述 电感和电容对交变电流的作用课件 新人教版（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 1讲 交变电流的产生和描述 电感和电容对交变电流的作用 考点 1 交变电流、交变电流的图象 （ 1）定义 : 和 都随时间作周期性变化的电流 . 大小 方向 （ 2）图象 :如图（ a）、（ b）、（ c）、（ d）所示都属于交变电流 图（ a）所示 . （ 1）产生：在匀强磁场里，线圈绕 方向的轴匀速 转动 . （ 2）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 a）所示 . 垂直于磁场 正弦 （ 1）线圈平面与中性面重合时， SB ， 最大， 感应电动势为零 . （ 2）线圈每经过中性面时，线圈中的电流改变方向，线圈转动 一周两次经过中性面，所
2、以一个周期内电流方向改变两次 . 0t ，（ 1）交变电流的最大值 . （ 2）周期 T（频率 ） . （ 3）任意时刻线圈中产生的电流的大小和方向 . 1 2011 天津高考）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（ ） 11 V 00 解析 】 选 B由题图乙可知该正弦交变电动势的电压最大值为 311 V，周期等于 s，因此，根据正弦交变电动势的最大值 与有效值之间的关系式 得知选项 则频率 f=50 项 t=11 V，取得最大 值，穿过线圈的磁通量变化率最大，选项 t=s 时，交变电压及电流方向发生改变，电压值最小等于零
3、，线框 平面与中性面重合，选项 1f T ，考点 2 正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 （ 1）周期（ T） :交变电流完成 变化（线圈转一周）所 需的时间 ,单位是秒（ s），公式 （ 2）频率（ f）：交变电流在 1 ，单位 是赫兹（ . （ 3）周期和频率的关系 : _或 _. 一次周期性 2T. 次数 T f若 的线圈以角速度 绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动，从中性面开始计时，其瞬时值表达式为 e= ，用 Em=有e=m t I （ 1）瞬时值：它反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流 电瞬时值表达式为： e=i=u= 当注意必须从中性面开始计时 . （ 2）最大值：也叫峰值
4、，它是瞬时值的最大值，它反映的是交 流电大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线 时，交流电动 势最大，其值为 （转轴垂直于磁感线） . 行 3）平均值：可用法拉第电磁感应定律 来求 . （ 4）有效值：交变电流的有效值是根据电流的 规定的： 让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在 内 产生的 _相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的 . 正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是： E= I= = En t 热效应 相同的时间 有效值 121212热量 对电流热效应的两点认识 流通过电阻产生热量）进行定义的，所以在进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热进行计算 同”：即“相同电阻”，“相同时间内
5、”产生“相同热量” 同时间”一般取一个周期 和 可以分别求得交变电流的电压有效值和电流有效值 22Q I 2011 安徽高考）如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为 、半径为 L、圆心角为 45 的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的 匀速转动（ ） A. B. C. D. 【 解析 】 选 产生感应电动势的时间均为 由一个周期产生的 电热 解得 选 D. 222221E B L ,2 T,82 22B L 2 I R T ,2 R 8 （ ） 2R考点 3 电阻、电感和电容对交变电流的作用 对直流、交流均有阻碍作用，其实质是定向移动的 与 不动的 的碰撞 . 自由电荷 离子间 只对变化
6、的电流有阻碍作用，且频率越大，阻碍作用越 ， 其实质是自感现象阻碍 . 对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的增大而 明显 电流的变化 减小 对感抗与容抗的认识 圈的自感系数越大、交变电流的频率越高，产生的自感电动势就越大、对交变电流的阻碍作用越大，感抗就越大 容越大，交变电流的频率越高，容抗越小 ,电容对交变电流的阻碍作用就越小 图甲所示电路中， 阻 圈 在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在 （ ） 1的示数比 2的示数比 1和 【 解析 】 选 据法拉第电磁感应定律副线圈中产生的感应电流恒定不变，为稳恒电流，电感线圈对稳恒电流没有阻碍作用，所以 2的示数相同
7、以 . 正弦交变电流的变化规律 【 例证 1】 （ 2012 温州模拟）如图 矩形线圈 绕过 O 以角速度 逆时针匀速转动 =45 时（如图 b）为计时起点，并规定当电流自 则下列四幅图中正确的是（ ） 【 解题指南 】 解答本题应注意以下三点： （ 1） t=0时刻感应电流的方向 . （ 2）利用 t=0时刻的速度确定感应电动势的大小 . （ 3）判定 t=0时刻后短时间内电流的变化趋势 . 【 自主解答 】 选 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产 生的电流按正弦规律变化，由于 t=0时，线圈的转动方向如图 b，由右手定则判断可得，此时 a到 d，线圈中 电流方向为 ad
8、cba ，与规定的电流正方向相反，电流为 负值 5 夹角，由 E=2，可得 即此时的电动势 为最大值的 倍，电流当然也是最大值的 倍，由图 B v El ，2222察到，线圈在接下来 45 的转动过程中， 度越来越小，所以感应电动势应减小，感应电流应减小，故 确， A、 B、 方法二 还可以用排除法解题 =45 ，即 t=0时，线圈中感应电流不为零，也不是最大，故 A、 线圈再转过 45 时，线圈处于中性面位置，即此时感应电流为零，故 【 总结提升 】 交变电流瞬时值表达式的书写技巧 （ 1）确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式Em=出相应峰值 . （ 2）明确线圈的初始位置，找出
9、对应的函数关系式 . 如：线圈从中性面位置开始转动，则 i 数式为 i= 线圈从垂直中性面位置开始转动，则 i 数式为 i= （ 1）两个特殊位置 . 线圈平面与中性面重合时， SB ， 最大，感应电动势、感应电流均为零，感应电流改变方向 . 线圈平面平行于磁场时， SB ， =0 ，感应电动势、感应电流最大 . （ 2）正弦式电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时） . 磁 通 量 规 律 电压 函数 图象 电 动 势 e=Emt=物理量 =mt=电流 i I s i n t s i n 譿 =w+ s i n t s i n 譿 =w+ 对比法”理解交变电流的“四值” 【 例证 2】 如
10、图甲所示，将阻值为 R=5 的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小 列说法正确的是（ ） 两端电压变化规律的函数表达式为 u=V） 消耗的电功率为 图丙所示，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为 1 A 有效值之比为 12【 解题指南 】 解答本题应把握以下三点： （ 1）利用 i 式； （ 2）求电功率时应用电流的有效值； （ 3）根据电流的热效应计算不同形式的交变电流的有效值 . 【 自主解答 】 选 A、 m=，由欧 姆定律得 =s， = =200 s ， 所以 u= V）， 2T 电流的有效值为 I= 电阻 =得 P=，
