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1、南莫中学2012高三物理一轮复习交变电流导学案 策划：杨传龙 审核：徐平 第一课时 交变电流的产生及描述【课前预学】 一、交变电流的定义及其产生 1. 交变电流：_与_都随时间做_的电流叫交变电流。2正弦交变电流是随时间按_规律变化的交变电流，其函数图像是_曲线3、正弦式交流电的产生当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴作匀速转动时，线圈中产生按正弦规律变化的交流电 中性面的特点：磁通量_，但感应电动势（磁通量的变化率）、感应电流为_，每通过一次中性面，电流方向改变_次，一个周期内两次通过中性面, 电流方向改变_次二、正弦式交变电流的变化规律1. 从线圈转至中性面开始计时_（若从转至平行磁感线
2、开始计时）2. 最大值Em：_ 3Em 与转轴的所在位置和线圈形状_。三、表征交变电流的物理量1.周期和频率 周期: 交变电流完成一次_所需的时间,叫做交变电流的周期，通常用_表示，单位是_ 频率: 交变电流在_内完成周期性变化的次数,叫做交变电流的频率，通常用_表示,单位是_。周期和频率的关系是:_转速(n): _线圈转过的转数。单位r/s 或 r/min。2.交变电流的四个值 瞬时值 最大值（Em 、Im和Um）-电容器的耐压值有效值是根据电流的_效应规定的：让交流和恒定电流通过_，如果它们在_ 产生的_相等，就把这一恒定电流的数值叫做这一交流电的有效值。 说明：正弦式交变电流的有效值与其
3、相应的最大值间的关系为：_其他形式的交变电流，应该根据有效值的定义作具体分析，计算。 （2）通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表读数；交流电器的额定电压、额定 电 流，保险丝的熔断电流等都是指_值。 （3）求解交流电产生的热量、功率问题时,必须用_值。计算通过电路某一截面的电量,需用电流的_值。【课堂互动】一、交变电流的产生【例1】（08宁夏）如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO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b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是 【变式训练】锦绣前程p126当堂巩固3二、
4、求交流电的有效值450OL【例2】（2011安徽第19题）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B。电阻为R、半径为L、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动（O轴位于磁场边界）。则线框内产生的感应电流的有效值为A B C D【变式训练】如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为N的矩形线圈，其面积为S，电阻为r，线圈两端外接一电阻为R的用电器和一个交流电压表。若线圈绕对称轴以角速度做匀速转动，则线圈从图示位置转过90的过程中，下列说法正确的是 OOVRBA通过电阻的电量为B交流电压表的示数为NBSC交流电压表的示数为 D电阻产生的热量为三、交流电
5、的电功、电功率问题【例3】图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲：W乙为 （ ） 【变式训练】（09年福建卷）一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5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，则（ ）A.电压表的示数为220V B.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484W D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J【课后评价】1.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法中正确的是（ ）
6、A. 在中性面时，通过线圈的磁通量最大 B. 在中性面时，感应电动势最大C. 穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零 D. 穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率也为零2.（07宁夏理综卷）一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知（ ）A该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin（25t）VB该交流电的频率为25 Hz C该交流电的电压的有效值为100 D若将该交流电压加在阻值R100 的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W3(2011四川第20题)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线
7、圈转过60时的感应电流为1A。那么（ ）A.线圈消耗的电功率为4WB.线圈中感应电流的有效值为2AC.任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cosD. 任意时刻穿过线圈的磁通量为=sin4.（2011天津第4题）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1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则 （ ）At =0.005s时线框的磁通量变化率 为零Bt =0.01s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311VD线框产生的交变电动势的频率为100Hz5.（09年天津卷）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻
8、为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I= 。线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q= 6.如图所示，线圈的面积为，线圈共匝，其电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，试求若从线圈中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式。线圈转动时感应电动势的瞬时值多大？电路中电压表和电流表的示数各是多大？VMSR O 从中性面开始计时，转动的过程中，通过电阻的电荷量为多少？7.一个直流电动机的内电阻，与R=8的电阻串联接在线圈上，如图所示。已知线圈面积为m2，共100匝，线圈的电阻为2，线圈在T的匀强磁场中绕O以转速n=600r/min匀速转动时，在合上开关S后电动机正常工作时，电压表的示数为100V，求电动机正常工作时的输出功率。8.锦绣前程P126当堂巩固第4题3
