【优化指导】2013高考物理总复习 第10章 1讲 交变电流的产生和描述课件 新人教版.ppt

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1、考纲点击考情预测1.交变电流、交变电流的图象(Ⅰ)2.正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值(Ⅰ)从近几年的高考考点分布来看，高考对交变电流的考查多集中在变压器的原理、交变电流的有效值、交变电流的平均值以及远距离输电等知识的理解和应用上，题型多为选择题．考纲点击考情预测3.理想变压器(Ⅰ)4.远距离输电(Ⅰ)5.实验：传感器的简单使用预计在2013年的高考中对交流电的考查仍会集中在上述考点上，但是交变电流的有关知识与其他知识有很多的结合点，例如：电路结构分析、电路动态变化分析、电功及电功率的计算、带电粒子在交变电场中的运动、电磁感应及其能量守恒等等，所以今后

2、的命题可能会在大型综合题中体现对交变电流的考查，考查本章知识与其他知识的综合应用．另外远距离输电问题是交变电流与生产、生活、实际结合比较密切的知识点，因此以实际应用为命题背景的联系实际题型也要注意.第一讲　交变电流的产生和描述1．知道什么是中性面，理解交变电流的产生原理，掌握交变电流的变化规律．2．理解什么是交变电流的最大值和有效值，知道它们之间的关系；理解交变电流的周期、频率以及它们之间的关系．3．掌握变压器的原理及应用和远距离输电原理．一、交变电流的产生和变化规律1．交变电流大小和都随时间做变化的电流，叫做交变电流，简称交流电．2．正弦式交变电流(如图所

3、示)方向周期性(1)定义：按变化的交变电流．(2)产生：将闭合矩形线圈置于磁场中，并绕的轴做转动．(3)中性面：与磁场方向的平面．(4)正弦式交变电流的变化规律(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＝.②负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝.③电流i随时间变化的规律：i＝.其中ω等于线圈转动的角速度，Em＝.正弦规律匀强垂直于磁感线匀速垂直EmsinωtUmsin_ωtImsin_ωtNBSω(5)正弦交变电流的图象(如图所示)．(1)电流大小变化但方向不变的电流仍然是直流电．(2)分析交流电的产生时，注意“情”、“数”、“电”的结合

4、，即线圈转动的情形、数学表达式、电学量特点密切相关．1．线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴转动时，电动势的表达式是e＝Emsinωt，若将转速提高一倍，表达式又怎样？提示：表达式为e＝2Emsin2ωt，不要错写成e＝2Emsinωt或e＝Emsin2ωt.二、描述交变电流的物理量时间周期性变化Hz2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流的值，是时间的函数．(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的．(3)有效值：让交流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一个周期内相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有效值．在某一时刻最大值

5、产生的热量2．如果线圈开始转动的计时位置与中性面垂直，电动势瞬时值的表达式将如何？此时最大值、有效值是否变化？提示：瞬时值表达式为e＝Emcosωt，此时最大值不变，有效值不变．(4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系一、交变电流的产生和变化规律1．正弦式电流的变化规律(线圈从中性面位置开始计时)友情提示：(1)只要线圈平面在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，就产生正弦式交流电，其变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内哪个位置无关.,(2)线圈转动一周两次经过中性面，所以一个周期内电流方向改变两次.一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定

6、轴转动．线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示．下面说法中正确的是A．t1和t3时刻穿过线圈的磁通量为零B．t1和t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零C．图中是从线圈平面与磁场方向平行时刻开始计时的D．每当感应电动势e变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值都为最大【错源探究】对交变电流的产生、变化规律理解不透彻而导致错误【正确解答】由图象可知，在t＝0时，感应电动势有最大值，说明穿过线圈的磁通量的变化率最大，即线圈平面与磁场方向平行时开始计时，选项C正确；t1、t3时刻感应电动势为零，即线圈平面与磁场方向垂直(位于中性面)，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的

7、变化率为零，所以选项B正确，选项A错误；当线圈通过中性面时是感应电动势改变方向的时刻，选项D正确．故选BCD.1.如图所示，矩形线圈边长为ab＝20cm，bc＝10cm，匝数N＝100匝，磁场的磁感应强度B＝0.01T．当线圈以n＝50r/s的转速从图示位置开始逆时针匀速转动时，求：(1)线圈中交变电动势瞬时值表达式；(2)从线圈开始转动起，经0.01s时感应电动势的瞬时值．解：(1)线圈的角速度为ω＝2πn＝100πrad/s，产生的感应电动势的最大值为Em＝NBωS＝NBω·ab·bc＝6.28V.又刚开始转动时线圈平面与中性面夹角为30°＝π/6，故线

8、圈中交变电动势的瞬时值表达式为e＝Emsin(ωt＋