高中物理第11章第一单元 第1课时

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1、第一单元　交变电流第1课时　交流电的产生及描述选修3－2第十一章　交变电流　传感器基础回顾考点一交变电流的产生及变化规律1．交流电产生的条件：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴________转动，在线圈中将产生按________规律变化的交变电流．2．中性面：穿过线圈的磁通量________，________的变化率为________，即感应电动势为________．答案：1．匀速　正弦2．最大　磁通量　零　零3．交流电的变化规律(1)感应电动势瞬时值的表达式：如果线圈从中性面开始，在匀强磁场中以角速度ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生感应电动势的最大值为Em

2、＝________，式中N为线圈匝数，S为线圈面积．则在时刻t，线圈中产生的感应电动势的瞬时值是e＝____________；由于电流与电动势的同步性，若感应电流的最大值为Im，感应电流的瞬时值的表达式i＝__________________.答案：3．(1)NBSωNBSωsinωt(2)一次(2)线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变________．(3)交变电流的图象：交变电动势、电流、电压的图象都是________图象．答案：(2)一次(3)正弦要点深化交变电流的产生过程及其描述方法当线圈平面转动到与磁感线平行时，感应电动势具

3、有最大值(峰值)Em.如果磁感应强度是B，线圈两边的边长分别是l1和l2，线圈面积为S，匝数为n，转动角频率为ω，则峰值为：如果线圈从中性面开始转动，如右图所示，任一时刻t感应电动势的瞬时值就是：即：e＝Emsinωt如果把线圈和电阻R组成闭合电路，电路中就有感应电流可见，线圈产生的感应电动势和形成的感应电流都是按正弦规律变化的．电动势随时间变化的关系可表示为右图所示．值得注意的是：以上反映线圈上感应电动势瞬时值的公式和图象都是当线圈平面恰通过中性面时开始计时作出的．线圈通过中性面的瞬时，线圈导体不切割磁感线，感应电动势为零，磁通量的变化率为零，但穿过线圈平面的磁通

4、量最大．右图所示是穿过线圈平面的磁通量随时间变化的Φt图线，它可以帮助我们更进一步理解这个问题．磁通量的变化率反映在Φt图线上是各点的切线斜率．可以看出，在t＝0，、T等时刻，图线上对应点a、c、e的切线均平行于时间轴，斜率为零．这说明在线圈恰通过中性面的各个瞬时，尽管穿过线圈的磁通量最大，但磁通量对时间的变化率为零，因此电动势也为零．公式和图象都是研究交流电常用的工具，我们应理解其物理意义并在实际中灵活运用．基础回顾考点二表征交流电的物理量1．瞬时值：反映交流电在______的电流或电压的大小和方向．2．有效值：根据电流的____________来规定的，即交流电

5、和直流电通过同样阻值的两个电阻，如果在一个周期内它们产生的________都相等，则这个直流电的数值即作为交流电的有效值．3．有效值与最大值的关系：对正弦式电流而言，其最大值是有效值的倍，即：答案：1．某一时刻2．热效应　热量4．周期、频率和角频率：它们都是用来表征交流电__________的物理量．(1)周期：完成一次__________所需的时间．(2)频率：在1s内完成周期性变化的次数．(3)角频率：单位时间内线圈平面转过的角度．(4)三者的关系是：(5)我国工农业生产和生活用的交流电，频率是________Hz，周期是________s，电流方向每秒钟改变_

6、_______次．答案：4．变化快慢　(1)周期性变化　(5)50　0.02　100要点深化1．正确理解有效值概念交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，它是交流电在一个周期内输出电能的量度，是过程量．对于正弦式交变电流有效值的计算，必须从电热角度求解．交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流是有效值；交流电表测得的电流、电压也是有效值；不加特别说明，提到交流的电流、电压、电动势时，都是指有效值．2．区分有效值与平均值有效值不是平均值．如右图所示，当矩形线圈由位置1逆时针转到位置2，由于穿过线圈的磁通量无变化，所以这一过程的感应电动势的平均值为零．但是，在这段时间

7、内线圈内确有感应电流通过，消耗了电能，发了热，因此感应电流的有效值并不为零，感应电动势的有效值也不为零．可见，不能把有效值与平均值当作一回事，应加以区分．对一个确定的交变电流来说，其有效值是一个定值；而平均值由E＝n确定，与所取的时间间隔有关．正弦式交变电流的正半周平均电动势是，而一个周期内的平均电动势却为零．在进行具体计算时，求电路中的电功率、热量时，用有效值；求通过导体横截面的电量时，用平均值．1．分析物理图象的要点：一看、二变、三判．一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“截距”、看“面积”、看“拐点”，并理解其物理意义．二变：掌握“图与图”、“图与式”