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时间:2019-11-12
《2019-2020年高考物理《交变电流的产生和描述》专题复习名师精品导学案》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、2019-2020年高考物理《交变电流的产生和描述》专题复习名师精品导学案考纲解读1.理解交变电流的产生过程,能正确书写交变电流的表达式.2.理解描述交变电流的几个物理量,会计算交变电流的有效值.考点一 正弦式交变电流的产生及变化规律1.交变电流的产生(1)线圈绕_____方向的轴匀速转动.(2)两个特殊位置的特点:①线圈平面与中性面____时,S⊥B,Φ最大,=0,e=0,i=0,电流方向将发生改变.②线圈平面与中性面___时,S∥B,Φ=0,最大,e最大,i最大,电流方向不改变.(3)电流方向的改变:线圈通过____时,电流方向发
2、生改变,一个周期内线圈两次通过中性面,因此电流的方向改变__次.(4)交变电动势的最大值Em=nBSω,与转轴位置无关,与线圈形状无关.2.交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)例1 (xx·安徽·23)图1甲是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动,由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接,金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路.图乙是线圈的主视图,导线ab
3、和cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度为L1,bc长度为L2,线圈以恒定角速度ω逆时针转动.(只考虑单匝线圈)图1(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式;(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时,如图丙所示,试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式.变式题组1.[交变电流的产生和变化规律]如图2甲所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交变电流如图乙所示,设沿abcda方向为电流正方向,则下列说法正确的是( )图2A.乙图中Oa时间段对应甲
4、图中A至B图的过程B.乙图中c时刻对应甲图中的C图C.若乙图中d等于0.02s,则1s内电流的方向改变50次D.若乙图中b等于0.02s,则交流电的频率为50Hz2.[交变电流的产生和变化规律](xx·山东·17)图3甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为交流电流表.线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示.以下判断正确的是( )图3A.电流表的示数为10AB.线圈转动的角速度为50πrad/sC.0.01s时线圈平面与磁场
5、方向平行D.0.02s时电阻R中电流的方向自右向左考点二 交流电有效值的求解1.正弦式交流电的有效值:I=,U=,E=2.非正弦式交流电有效值的求解需根据电流的_______进行计算.例2 如图4所示,先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电.第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化,如图5甲所示;第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示.若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期是相等的,则以下说法正确的是( )图4图5A.第一次灯泡两端的电压的有效值是U0B.第二次灯泡两端的电压的有效值是U0C.第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9D
6、.第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶5变式题组3.[交变电流有效值的计算方法]如图6所示为一交变电流的电压随时间变化的图象,正半轴是正弦曲线的一个部分,则此交变电流的电压的有效值是( )图6A.VB.5VC.VD.3V4.[交变电流有效值的计算]如图7所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,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ω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( )图7A.B.C.D. 计算交变电流有效值的方法(1)计算有效值时要根据电
7、流的热效应,抓住“三同”:“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解.(2)分段计算电热求和得出一个周期内产生的总热量.(3)利用两个公式Q=I2Rt和Q=t可分别求得电流有交值和电压有效值.(4)若图象部分是正弦(或余弦)式交变电流,其中的(但必须是从零至最大值或从最大值至零)和周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I=、U=求解.考点三 交变电流“四值”的比较例3 如图8所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长L=10cm的正方形线圈共100匝,线圈总电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速
8、转动,角速度ω=2πrad/s,外电路中的电阻R=4Ω,求:(计算结果小数点后保留两位有效数字)图8(1)感应电动势的最大值;(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°时的瞬时感应电动势;(3)由图示位置(线圈平
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