【热点专题】2013年高考三轮冲刺讲解课件专题十二交变.ppt

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1、专题十二交变电流1.交变电流、交变电流的图象Ⅰ2.正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值Ⅰ3.理想变压器Ⅰ4.远距离输电Ⅰ1.知道交变电流的产生及描述交变电流的物理量，会计算有效值.2.知道正弦函数交变电流的表达式，理解其图象.3.理解理想变压器原理，掌握远距离输电线路.交变电流的图象和描述【典例1】(2011·天津高考)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()A.t=0.005s时线框的磁通量变化率为零B.t=0.01s时线框平面与中性面重合C.线框产生的交变电动势

2、有效值为311VD.线框产生的交变电动势频率为100Hz【审题视角】解答本题时应把握以下三点：【关键点】(1)明确中性面的概念及线框与中性面重合时电动势的特点.(2)理解磁通量变化率概念及磁通量变化率与电动势的关系.(3)明确有效值和最大值概念及它们之间的关系.【精讲精析】由图乙可知该正弦交变电流的电压最大值为311V，周期等于0.02s，因此，根据正弦交变电流的最大值与有效值之间的关系式得知选项C错误;又则频率为f=50Hz，选项D错误;当t=0.005s时，u=311V，取得最大值，穿过线框的磁通量变化率最大，选项A错误;当t=0.

3、01s时，交变电压及电流方向发生改变，电压值最小等于零，线框平面与中性面重合，选项B正确.答案：B【命题人揭秘】(1)本题以矩形线圈在磁场中转动为背景，主要考查学生对正弦交流电的产生过程和用图象描述交流电的能力，同时考查学生对法拉第电磁感应定律的应用.(2)当线圈平面转至中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，此时感应电动势为零.中性面是交变电流的方向改变的转折点.(3)正弦交变电流的有效值与最大值满足:对交变电流“四值”的理解和应用【典例2】(2012·广东高考)某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt

4、(V).对此电动势，下列表述正确的有()A.最大值是VB.频率是100HzC.有效值是VD.周期是0.02s【审题视角】求解本题需掌握交流电的最大值、瞬时值、有效值、周期、频率等基本物理量及其彼此之间的关系.【精讲精析】交变电动势瞬时值的表达式为e=Emsinωt=50sin100πt，故交变电动势的最大值为50V，有效值为故A错,C对.由ω=2πf=100π得频率f=50Hz，周期故B错,D对.答案：C、D【命题人揭秘】(1)本题主要考查交流电的规律，交流电的最大值、有效值、瞬时值.(2)只有正弦式交变电流才满足最大值和有效值之间的倍

5、关系，其他交流电如方波式电流、锯齿式电流等，都要利用有效值的定义根据能量关系进一步求得.(3)求电路的热量、功率时用有效值.交变电流的产生与电路的综合分析【典例3】(2012·安徽高考)图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和cd分别用它们的横截面来表示

6、.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)(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.(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热.(其他电阻均不计)【审题视角】解答本题时要注意以下三点：【关键点】(1)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时，感应电动势的瞬时值表达式与开始计时的时刻有关.(2)线圈的总电动势等于每段导线切割磁感线产生

7、的感应电动势的和,且回路符合欧姆定律.(3)计算焦耳热时要用到电流的有效值.【精讲精析】(1)t时刻线圈平面与中性面的夹角为ωt，设ab距OO′轴为r1，cd距OO′轴为r2，则有：eab=BL1ωr1sinωt①ecd=BL1ωr2sinωt②线圈中的感应电动势为：e1=eab+ecd=BL1L2ωsinωt③(2)t时刻线圈平面与中性面的夹角为ωt+φ0，则由③式知线圈中的感应电动势为：e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)④(3)通过线圈电流的有效值为：⑤线圈转动的周期为：⑥所以线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热为：⑦答案：(1)

8、e1=BL1L2ωsinωt(2)e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)(3)【命题人揭秘】(1)在交变电流的电路中，首先要搞清电路结构，再注意最大值、有效值、平均值等概念的区分.(2)将交流电与恒定电流知