高考物理总复习交变电流教师用书.doc

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1、第10章交变电流[考纲要求]知识内容考试要求备考方略必考加试交变电流c本章内容只出现在选考中，考查重点有：交变电流的有效值、瞬时值，变压器的原理及应用，远距离输电等知识。其中针对变压器的原理及应用的题目出现频率较高，常以选择题的形式考查。也可能与电磁感应知识结合出现在计算题中。描述交变电流的物理量c电感和电容对交变电流的影响b变压器c电能的输送c考点一　交变电流的产生及描述(－/c)[基础过关]一、交变电流产生1．交变电流(1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。(2)图象：如图(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于

2、交变电流。其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，如图(a)所示。2．正弦交变电流的产生和图象(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。(2)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(e)、(f)、(g)所示。二、交变电流的描述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内完成周期性变化的次数。单位是赫兹(Hz)。21(3)周期和频率的关系：T＝或f＝。2

3、．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值。对正弦式交变电流，其有效值和

4、峰值的关系为：E＝，U＝，I＝。【过关演练】1．阻值不计的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈两端的电压随时间的变化规律如图所示。下列说法中，正确的是(　　)A．线圈两端电压的平均值为10VB．电压表连接在线圈两端时，其示数为20VC．在0.01s时，线圈平面与磁场垂直D．当接外电路时，线圈内的电流方向1s内改变50次解析　线圈两端电压平均值可看成E－t图线与t轴包围面积与时间的比值，故平均值应大于10V，A项错误；由E－t图象知，Um＝20V，故有U有＝10V＝14V，即电压表读数为14V，B项错误；t＝0

5、.01s时，U＝0，线圈位于中性面位置，故C项正确；由T＝0.02s，知f＝50Hz，一个周期内电流方向改变两次，故线圈中电流方向每秒变化100次，D项错误。答案　C2．(2016·浙江余杭期末)一个白炽灯泡上标有“220V　40W”，那么为了使它正常发光，所使用的正弦交变电压是(　　)A．电压最大值为220V，电流最大值约为0.18AB．电压最大值为311V，电流最大值约为0.26AC．电压有效值为220V，电流有效值约为0.26AD．电压有效值为311V，电流有效值约为0.18A解析　白炽灯泡上标有“220V　40W”，灯

6、泡额定电压为22021V，是指有效值，所以电压有效值为220V，根据正弦式交流电有效值跟最大值的关系得到电压最大值为Em＝220V，电流有效值I＝A＝0.18A，电流最大值约为0.18A＝0.26A，故B项正确。答案　B[要点突破]要点一　交变电流产生1．两个特殊位置的特点(1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。(2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变。2．解决交变电流图象问题的三点注意(1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表

7、达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关。(2)注意峰值公式Em＝nBSω中的S为有效面积。(3)在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解。【例1】如图甲所示，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(　　)A．乙图中Oa时间段对应甲图中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内电流的方向改变了50次D．若乙图中b等于0.0

8、2s，则交流电的频率为50Hz解析　由交变电流的产生原理可知，甲图中的A、C两图中线圈所在的平面为中性面，线圈在中性面时电流为零，再经过个周期电流达到最大值，再由楞次定律判断出电流的方向，因此甲图中A至B图的过程电流为正，且从零逐渐增大到最大值，A对；甲图中的C图对应的电流为