《创新设计2015高考物理一轮课件10.1交变电流的产生和描述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《创新设计2015高考物理一轮课件10.1交变电流的产生和描述（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 第 1讲 交变电流的产生和描述 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 (1)定义 ： 和 都随时间做周期性变化的电流 (2)图象 ：如图 (a)、 (b)、 (c)、 (d)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交流电 ， 如图 (a)所示 交变电流、交变电流的图象 (考纲要求 ) 大小 方向 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 2 正弦交流电的产生和图象 (1)产生 ：在匀强磁场里 ， 线圈绕 方向的轴匀速转动
2、(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 ， 其图象为正弦曲线 如图 (e)、(f)所示 垂直于磁场 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 判断正误 ， 正确的划 “ ” ， 错误的划“ ” (1)交变电流的主要特征是电流的方向随时间发生周期性变化 ( ) (2)线圈平面与磁感线垂直的位置称为中性面 ( ) (3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动经过中性面时 ， 线圈中的感应电动势为最大 ( ) 答案 (1) (2) (3) 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值(考纲要求 )
3、1 周期和频率 (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 T 2. (2) 频率 ( f ) ：交变电流在 1 s 内完成周期性变化的 单位是赫兹 ( (3) 周期和频率的关系 ： T _ 或 f _ _ _ . 一次周期性 次数 1f 1T 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 2 正弦式交变电流的函数表达式 (线圈在中性面位置开始计时 ) (1)电动势 e . (2)负载两端的电压 u . (3)电流 i 等于线圈转动的 _， . 速度 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 3 交变
4、电流的瞬时值、峰值、有效值 (1) 瞬时值 ：交变电流某一时刻的值，是时间的函数 (2) 峰值 ：交变电流 ( 电流、电压或电动势 ) 所能达到的最大的值，也叫最大值 (3) 有效值 ：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为： E _ _ ， U _ ， I _ . 理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 判断正误，正确的划 “ ” ，错误的划 “” ( 1) 在一个周期内交变电流的方向要改变两次 ( ) ( 2) 交流电气设备上所标的电压和电流值及交流电压表和电流表测量的是交流电的有效值 ( ) ( 3) 交变电流的峰值
5、总是有效值的 2 倍 ( ) 答案 ( 1) ( 2) ( 3 ) 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 1 (单选 )关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流 ， 下列说法中正确的是 ( ) A 线圈平面每经过中性面一次 ， 感应电流的方向就改变一次 ， 感应电动势的方向不变 B 线圈每转动一周 ， 感应电流的方向改变一次 C 线圈平面经过中性面一次 ， 感应电动势和感应电流的方向都改变一次 D 线圈每转动一周 ， 感应电动势和感应电流的方向都改变一次 基础自测 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 解析 依据交流电的变化规律可知 ， 如果从中性面开
6、始计时 ， 有 e t和 i t；如果从垂直于中性面的位置开始计时 ， 有 e t和 i 圈平面每经过中性面一次 ， 感应电流的方向就改变一次 ， 感应电动势的方向也改变一次；线圈每转动一周 ， 感应电流的方向和感应电动势的方向都改变两次 故正确答案为 C. 答案 C 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 2 (单选 )风力发电机为一种新能源产品 ， 功率为 200 5 广泛应用于分散住户 若风力发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动 ， 当线圈通过中性面时 ， 下列说法正确的是 ( ) A 穿过线圈的磁通量最大 ， 线圈中的感应电动势最大 B 穿过线圈的磁通量等于零 ，
7、线圈中的感应电动势最大 C 穿过线圈的磁通量最大 ， 线圈中的感应电动势等于零 D 穿过线圈的磁通量等于零 ， 线圈中的感应电动势等于 零 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 解析 当线圈通过中性面时 ， 感应电动势为零 ， 但此时穿过线圈的磁通量最大；当线圈平面转到与磁感线平行时 ， 穿过线圈的磁通量为零 ， 但此时感应电动势最大 答案 C 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 3 (2013福建泉州模拟 )(单选 )如图所示 ， 面积均为 中以角速度 匀速转动 ， 能产生正弦交变电动势 e ( ) 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建
8、模 素养提升 解析 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 (轴在线圈所在平面内 )匀速转动 ， 产生的正弦交变电动势为 e t， 由这一原理可判断 ， e t； C、 而不是垂直 答案 A 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 4 ( 多选 ) 一个单匝矩形线框的面积为 S ，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为 秒，则 ( ) A 线框交变电动势的最大值为 n B 线框交变电动势的有效值为 2 n C 从开始转动经过14周期，线框中的平均感应电动势为 2 n B S D 感应电动势瞬时值为 e 2 n BS si n 2 n t
9、梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 答案 析 线框交变电动势的最大值为 E m B S 2 n 产生的感应电动势瞬时值为 e 2 n BS si n 2 n t ， A 错、 D 对；该线框交变电动势的有效值为 E E 2 n B 对；线框中的平均感应电动势 E t 4 n C 错 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 5 (单选 )在匀强磁场中一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动 ， 如图 10 1 1甲所示 ， 产生的交变电动势的图象如图乙所示 ， 则 ( ) 图 10 1 1 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 A
10、 t B t C 线框产生的交变电动势有效值为 311 V D 线框产生的交变电动势频率为 100 析 由图象知 ， 该交变电流电动势峰值为 311 V， 交变电动势频率为 f 50 C、 t e 311 V， 磁通量变化最快 ， t e 0， 磁通量最大 ， 线圈处于中性面位置 ， 答案 B 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 1 正弦式交变电流的变化规律 线圈在中性面位置时开始计时 热点一 正弦交变电流的产生及变化规律 物理量 函数 图象 磁通量 t t 电动势 e tt 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 物理量 函数 图象 电压 u n
11、t t 电流 i n t t 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 2. 两个特殊位置的特点 ( 1) 线圈平面与中性面重合时， S B ， 最大， t 0 ， e 0 ，i 0 ，电流方向将发生改变 ( 2) 线圈平面与中性面垂直时， S B ， 0 ， e 最大， i 最大，电流方向不改变 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 【 典例 1】 (2013山东卷 ， 17)如图 10 1 2甲是小型交流发电机的示意图 ， 两磁极 N、 为交流电流表 线圈绕垂直于磁场的水平轴逆时针方向匀速转动 ， 从图示位置开始计时 ， 产生的交变电流随时间变化的图
12、象如图乙所示 以下判断正确的是 ( ) 图 10 1 2 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 A 电流表的示数为 10 A B 线圈转动的角速度为 50 s C D 中电流的方向自右向左 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 答案 析 电流表的示数为交变电流的有效值 10 A ， A 项正确；由 2圈转动的角速度为 100 r s ， B 项错； s 时，电路中电流最大，故该时刻通过线圈的磁通量最小，即该时刻线圈平面与磁场平行， C 项正确；根据楞次定律可得，s 时电阻 R 中电流的方向自左向右， D 项错 梳理深化 强基固本 多维课堂 热点突破 思维建模 素养提升 反思总结 解决交变电流图象问
