（江苏专用）2020版高考物理总复习第十章交变电流第1讲交变电流的产生和描述教案

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1、交变电流的产生和描述[高考导航]考点内容要求高考命题实况高考战报201620172018交变电流　描述交变电流的物理量和图象ⅠT4：自耦变压器T7：音响电路中的感抗、容抗T2：远距离输电3年3考难度中等保B必会正弦交变电流的函数表达式Ⅰ高频考点：①变压器原理的理解与应用。②交变电流与电容器结合等。创新区域：①注重应用基本原理在新情景下的考查。②突出与实际相结合的考查。电感和电容对交变电流的影响Ⅰ理想变压器Ⅱ远距离输电Ⅰ传感器的工作原理及其应用Ⅰ【说明】　理想变压器限于单个副线圈的理想变压器。第1讲　交变电流的产生和描述知识排查交变电流、交变电流的图象1.交变电流：大小和方向随

2、时间做周期性变化的电流。2．正弦交流电的产生和图象(1)产生：如图1所示，在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。图1(2)中性面①定义：与磁场方向垂直的平面。②特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零。线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次。(3)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线，如图所示。正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值1.周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T＝。(2)频率(f)：交变电流在1s

3、内完成周期性变化的次数。单位是赫兹(Hz)。(3)周期和频率的关系：T＝或f＝。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随时间变化的规律：e＝Emsin__ωt。(2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝Umsin__ωt。(3)电流i随时间变化的规律：i＝Imsin__ωt。其中ω等于线圈转动的角速度，Em＝nBSω。3.交变电流的瞬时值、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

4、值。对正弦式交变电流，其有效值和峰值的关系为：E＝，U＝，I＝。电感和电容对交变电流的影响1.电感对交变电流的阻碍作用电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗表示，线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，产生的自感电动势就越大，对交变电流的阻碍作用越大，感抗就越大。所以电感具有“通直流、阻交流，通低频、阻高频”的作用。2.电容器对交变电流的阻碍作用电容对交流电的阻碍作用叫做容抗。电容器的电容越大，交流电的频率越高，充、放电进行得越快，容抗就越小。可见，电容器具有“隔直流、通交流，阻低频、通高频”的作用。小题速练1.思考判断(1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦式交变电

5、流。(　　)(2)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值。(　　)(3)交变电流的峰值总是有效值的倍。(　　)(4)交流电气设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值。(　　)答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√2.[人教版选修3－2P34第1题改编](多选)关于中性面，下列说法正确的是(　　)A.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零B.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大C.线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次D.线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次答案　

6、AC3.[人教版选修3－2P34插图改编]某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电流的图象如图2所示，由图中信息可以判断(　　)图2A.在A、C时刻线圈处于中性面位置B.在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零C.从A～D线圈转过的角度为2πD.若从O～D历时0.02s，则在1s内交变电流的方向改变了100次解析　由题中交变电流的图象可知，在A、C时刻产生的感应电流最大，对应的感应电动势最大，线圈处于垂直中性面的位置，选项A错误；在B、D时刻感应电流为零，对应的感应电动势为零，即磁通量的变化率为零，此时磁通量最大，选项B错误；从A～D，经历的时间为周期，线圈转过的角度

7、为π，选项C错误；若从O～D历时0.02s，则交变电流的周期为0.02s，而一个周期内电流的方向改变两次，所以1s内交变电流的方向改变了100次，选项D正确。答案　D4.[人教版选修3－2·P35“思考与讨论”改编]某交变电流的i－t图象如图3所示，则其电流的有效值为(　　)图3A.1.5A　　　　　　B.2AC.AD.A解析　有效值定义得IR·T＋IR·T＋IR·T＋IR·T＝I2RT得I＝A，选项C正确。答案　C　正弦交变电流的产生及变化规律1.交流电产生过程中的两个特殊位置图示概念中性面位置与中性