高考物理二轮复习讲义：交变电流

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1、高考物理交变电流辅导讲义授课主题交变电流教学目的1、知道什么是交变电流，掌握交变电流的产生及变化规律2、理解正弦交流电的图象及表达式3、理解交变电流的最大值、瞬时值、有效值及其关系4、知道交变电流的角速度、周期和频率以及它们之间的关系5、知道我国供电线路交变电流的周期、频率和常用数值教学重难点理解正弦交流电的图象及表达式，理解交变电流的最大值、瞬时值、有效值及其关系，知道交变电流的角速度、周期和频率教学内容我们的FI常生活离不开电，城市的灯火辉煌、工厂里的机器轰鸣，一切都离不开电。长江三峡水力发电站己投入生产，各地火力发电

2、厂比比皆是，它们的共同之处就是生产和输送的大多都是交变电流（如图是实验室手摇发电机产生的交变电流）。什么是交变电流？与直流电流有什么不同？它又是如何产生的呢？发电站中的发电机能把天然存在的能量资源（如风能、水能、核能等）转化成电能（如图），通过高压输电线路，将电能输送到乡村、工厂、千家万户。来自发电厂的电有什么特性？我们怎样才能更好地利用它？这一章我们就来学习与此相关的内容。新媼达坂城风力发电站1•交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。注：大小不变方向改变的电流也是交变电流。2.直流电：方向不随时间变化的电流。交

3、变电流的产生1.产生：在匀强磁场屮，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流，实验装置如图所示。2.过程分析：如图所示。T_47C2:e7兀253F2郢叭:3兀：TJ271Tt(图B)⑴如图A所示:线圈由甲位置转到乙位置过程中,电流方向为aTbicid。线圈由乙位置转到丙位置过程屮,电流力向为a-b—c—do线圈由丙位置转到丁位置过程屮,电流方向为b—>a—>d—>Co线圈由丁位置转到戊位置过程中,电流方向为b—>a^d—>Co(2)如图B所示：在乙位置和丁位置时，线圈垂直切割磁感线，产生的电动势和电流最大；在

4、甲位置和丙位置时，线圈不切割磁感线，产生的电动势和电流均为零。1.两个特殊位置物理量的特点名称中性面位置线圈平面与磁场垂直磁通量最大通虽的变化率感应电动势线圈边框切割磁感线的有效速度感应电流—电流方向零冬改变中性面的垂面线面平面与磁场平行零最大最大—最大最大不变特别提醒:1线圈每经过中性而一次，线圈屮感应电流就要改变方向。2线圈转一周，感应电流方向改变两次。典型例题：1、如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是（）A.线圈每转动一周，指针左右摆动两次B.图示位置为中性面，线圈中无感应电流C.图示位置a

5、b边的感应电流方向为a->bD.线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零解析：线圈在磁场屮匀速转动时，在电路屮产生周期性变化的交变电流，线圈经过屮性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次。线圈处于图示位置时，ab边向右运动，ab边的感应电流方向为a->b；线圈平而与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大。D2.如图所示图彖中属于交流电的有（）解析：选ABC.A、B、C选项中

6、幺的大小和方向均做周期性变化，故它们属于交流电，正确选项为A、B、C.3•下列线圈中产生了交流电流的是（）DAx中3xxnrnx〃XXX图5—1—13解析：选BCD.rh正弦式交流电的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状没有特别要求.二、交变电流的规律分析若线圈平血从中性面开始转动，如图所示，则经吋I'可t(1)线圈转过的角度为0)t(2)ab边的线速度跟磁感线方向的夹角()=血(3)ab边转动的线速度大小：v=cdR=oA尹(4)ab边产生的感应电动势：eab=BLabvsinG=^^sincot(5)整个线

7、圈产生的感应电动势：e=2eab=BSosinwt,若线圈为n匝，e=nBSo)sincDt2.峰值表达式由c=NBSo)sino)t可知，电动势的峰值Em=NBS(D=NO)ma),与线圈的形状及转轴位置无关特别提醒:1若线圈从屮性面开始计时，e=Emsincoto若线圈从位于与中性面垂直的位置开始计时，e=Emcoscot,所用瞬时值表达式与开始计时的位置有关。2物理学屮，正弦交变电流与余眩交变电流都统称为正弦式交变电流，简称正眩式电流。3交变电动势的峰值Em=NBSo）,由线圈匝数N,磁感应强度B,转动角速度0）及线

8、圈面积S决泄。当线圈转到穿到线圈的磁通量为0的位置时，取得此值。典型例题：1、矩形线圈在磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50V,那么该线圈绕轴00,由图所示位置转过30。，线圈屮的感应电动势大小为（）A.50VC.25VB.25诵VD.10V解析：由题示条件知：交变电流瞬时值表达式为c=50c