2019_2020版高中物理第二章交变电流微型专题4交变电流规律的应用课件教科版.pptx

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1、微型专题4交变电流规律的应用第二章　交变电流1.进一步熟练掌握交变电流的图像，并能从中获取相应的信息.2.熟练掌握交变电流有效值的计算.学科素养与目标要求物理观念：科学思维：比较交变电流“四值”的适用情况，结合欧姆定律、焦耳定律等知识进行综合分析和计算.NEIRONGSUOYIN内容索引重点探究启迪思维探究重点达标检测检测评价达标过关重点探究一、交变电流图像的应用正弦交流电的图像是一条正弦曲线，从图像中可以得到以下信息：(1)周期(T)、频率(f)和角速度(ω)：线圈转动的频率f＝，角速度ω＝.(2)峰值(Em、Im)：图像上的最大值.可计算出有效值.(3)瞬时

2、值：每个“点”的纵坐标表示某一时刻的瞬时值.(4)可确定线圈位于中性面的时刻，也可确定线圈平行于磁感线的时刻.(5)判断线圈中磁通量Φ及磁通量变化率的变化情况.例1(多选)图1表示一交变电流随时间变化的图像，由图可知图1A.用理想交流电流表测该电流，其示数为10AB.该交变电流的频率为100HzC.在t＝0.25×10－2s和t＝0.75×10－2s时，线圈位于中性面处D.在t＝(T为该交变电流的周期)时刻，该电流大小与其有效值相等√√解析由题图可知，电流的最大值为A，周期为0.01s，则频率为100Hz，有效值为A＝10A，而电流表反映的是有效值，故电流表的示

3、数为10A，故A错误，B正确；在t＝0.25×10－2s和t＝0.75×10－2s时电流最大，此时线圈与中性面垂直，故C错误；例2(多选)用相同粗细且由同种材料制成的两个单匝正方形线圈a、b，在同一匀强磁场中分别绕垂直磁场方向的轴匀速转动，穿过它们的磁通量随时间变化的图线如图2所示.已知两线圈产生的感应电动势相同，其中穿过a线圈的磁通量的最大值为Φ0，则图2A.t＝0时刻，a线圈中的感应电流最大B.穿过b线圈的磁通量的最大值为C.a线圈的电阻是b线圈的电阻的2倍D.两线圈分别转动一周，a线圈产生的热量是b线圈产生的热量的倍√√解析t＝0时刻，穿过a线圈的磁通量最

4、大，磁通量变化率为零，感应电流为零，A错误；二、交变电流“四值”的比较及应用交变电流的“四值”，即峰值、有效值、瞬时值、平均值，在不同情况下的应用：(1)在研究某一时刻线圈受到的安培力时，只能用瞬时值.(2)在研究电容器的耐压值时，只能用峰值.(3)在研究交变电流做功、电功率及产生的热量时，只能用有效值，交流电流表、交流电压表显示的也是有效值.(4)在研究交变电流通过导体横截面的电荷量时，只能用平均值.例3一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′以如图3所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R.图3

5、(1)写出图示时刻线圈中感应电流的方向.答案见解析解析由右手定则可判定电流的方向沿adcba.(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值为多大？答案见解析解析Em＝NBSω＝NBL2ω.(3)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大？答案见解析(4)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过R的电荷量是多少？答案见解析解析线圈平面与磁感线成60°角时的瞬时感应电动势解析通过R的电荷量(5)图中理想电流表和理想电压表的示数各是多少？答案见解析解析理想电流表的示数理想电压表的示数例4如图4甲所示，固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一个小灯泡，在线圈所在空间

6、内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n＝100匝，总电阻r＝1.0Ω，所围成的矩形的面积S＝0.040m2，小灯泡的电阻R＝9.0Ω，磁感应强度随时间按图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：图4(1)线圈中产生的感应电动势的最大值；答案8.0V解析由题图乙可知线圈中交变电流的周期(2)小灯泡消耗的电功率；答案2.88W小灯泡消耗的电功率P＝I2R＝2.88W(3)在0～时间内，感应电动势和感应电流的平均值以及通过小灯泡的电荷量.答案5.1V0.

7、51A4.0×10－3C[学科素养]通过例3和例4，掌握交变电流“四值”的适用情况，正确将交变电流的“四值”与闭合电路欧姆定律、法拉第电磁感应定律、电流定义式等知识有机结合起来，体现了“科学思维”的学科素养.达标检测A.电压表V的示数为20VB.电路中的电流方向每秒改变5次C.灯泡实际消耗的功率为36WD.电动势随时间变化的瞬时值表达式为e＝20cos5πt(V)1.(交变电流图像的应用)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5甲所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图像如图乙所示，已知发电机线圈内阻为1Ω，外接一只电阻为9Ω的灯泡，则1

8、234√图51234交流