资源描述：
《2020届高考物理总复习第十四单元交变电流第1讲交变电流的产生和描述教师用书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第1讲 交变电流的产生和描述 《交变电流》一章是电磁感应内容的延续,从近几年命题看,高考对本章内容的考查频率一般,主要体现在“三突出”:一是突出考查交变电流的产生过程;二是突出考查交变电流的图象和交变电流的“四值”;三是突出考查变压器及远距离输电。整体考查难度不大,多以选择题的形式出现。预计2020年高考对本专题内容的考查仍将通过交变电流的图象考查交变电流的四值、变压器等问题,可能加强对实际问题处理能力的考查,以分值为6分的选择题为主。第1讲 交变电流的产生和描述1正弦式交变电流的产生及变化规律 (1)交变电流的
2、产生①交变电流:电流的大小和方向都做周期性的变化,这种电流叫交变电流,简称交流。下图为几种交变电流的电流随时间变化的图象。②正弦式交变电流产生原理:将闭合线圈置于匀强磁场中,并绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动,线圈中将产生按正弦规律变化的交变电流。注意:正弦式交变电流的变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关。 ③正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置。图示概念中性面位置与中性面垂直的位置特点B⊥SB∥SΦ=BS,最大Φ=0,最小e=nΔΦΔt=0,最小e=nΔΦΔt=nBSω,最大感应电流为零,方向改变
3、感应电流最大,方向不变 (2)正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时) 规律物理量 函数表达式图象磁通量Φ=Φmcosωt=BScosωt注意:Φ与线圈匝数无关电动势e=Emsinωt=nBSωsinωt电压u=Umsinωt=REmR+rsinωt电流i=Imsinωt=EmR+rsinωt1.1(2018宜昌质检)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
4、一次C.线圈平面每经过中性面一次,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【答案】C1.2(2018福州质检)如图所示是某发电机的结构示意图,其中N、S是永磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯,它与磁极的柱面共轴,铁芯上有一矩形线框,可绕与铁芯M共轴的固定转动轴旋转。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场。若从图示位置开始计时,当线框绕固定转动轴匀速转动时,下列图象中能正确反映线框中感应电动势e随时间t变化规律的是( )。【答
5、案】D2描述交变电流的物理量 (1)瞬时值、最大值和有效值①瞬时值:交变电流在任一时刻的值叫瞬时值。②最大值:瞬时值中最大的值,又称峰值。③有效值:交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的。让交变电流与恒定电流通过大小相同的电阻,如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等,而这个恒定电流是I、电压是U,我们就把I、U称为这个交变电流的有效值。(2)交变电流“四值”的区别与联系正弦式交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值。以电动势为例:最大值用Em表示,有效值用E表示,瞬时值用e表示,平均
6、值用E表示,它们之间的关系如表所示。物理含义重要关系适用情况瞬时值交变电流某一时刻的值e=Emsinωti=Imsinωt计算线圈某时刻的受力最大值最大的瞬时值Em=nBSωIm=EmR+r确定用电器的耐压值,如电容器、晶体管等的击穿电压有效值跟交变电流的热效应对正弦式交流电:①计算与电流热效应相关的量,如等效的恒定电流值E=Em2,U=Um2,I=Im2 功、功率、热量等;②交流电表的测量值;③电气设备所标注的额定电压、额定电流;④保险丝的熔断电流平均值交变电流图象中图线与时间轴围成面积与时间的比值E=nΔ
7、ΦΔtI=ER+r计算通过电路某一截面的电荷量:q=It (3)周期和频率①周期T:交变电流完成一次周期性变化所需的时间。在一个周期内,交变电流的方向变化两次。②频率f:交变电流在1s内完成周期性变化的次数。角频率:ω=2πT=2πf,单位为弧度/秒。2.1(2018南昌一模)(多选)如图所示,图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交变电流的图象,当调整线圈转速后,所产生正弦交变电流的图象如图线b所示,以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是( )。A.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零B.线圈先后两次转
8、速之比为3∶2C.交变电流a的瞬时值表达式为u=10sin5πt(V)D.交变电流b的最大值为5V【答案】BC2.2(2019岳阳检测)如图所示,正方形线圈abcd的边长l=0.3m,直线OO'与ad边相距2l3,过OO'且垂直纸面的竖直平面右侧有磁感应强度B=1T的匀强磁场,方向垂直纸面向外,线圈在转动时通过两个电刷和两个滑环与外电路连接。线
