2019版高考物理大一轮复习 第十章 交变电流 第1课时 交变电流的产生和描述学案.doc

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1、第1课时　交变电流的产生和描述[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实验15：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系√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)所示都属于交

2、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)。(3)周期和频率的关系：T＝或f＝。2.正弦式交变电流的函

3、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，其有效值和峰值的关系为：E＝，U＝，I＝。三

4、、电感和电容对交变电流的影响1.电感器对交变电流的阻碍作用(1)感抗：电感器对交变电流阻碍作用的大小。(2)影响因素：线圈的自感系数越大，交流的频率越高，感抗越大。(3)感抗的应用　　　类型区别　　　低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小感抗大小较大较小作用通直流、阻交流通低频、阻高频2.电容器对交变电流的阻碍作用(1)容抗：电容器对交变电流阻碍作用的大小。(2)影响因素：电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小。(3)作用：“通交流，隔直流；通高频，阻低频”。【思考判断】1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦式交变电流(×)2

5、.线圈在磁场中转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时，产生的感应电动势也最大(×)3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动经过中性面时，线圈中的感应电动势为零，电流方向发生改变(√)4.交流电气设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值(√)5.交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值(×)6.交变电流的峰值总是有效值的倍(×)考点一　交变电流的产生及描述(－/c)[要点突破]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

6、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。[典例剖析]【例】(多选)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

7、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100次D.若乙图中b等于0.02s，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正确；甲图中的C图对应的电流为零，B错误；每经过中性面一次线圈中的电流方向就要改变一次，所以一个周期内电流方向要改变两次，所以在乙图中对应Od段等于交变电流的一个周期，若已知d等于0.02s，

8、则频率为50Hz，1s内电流的方向将改变100次，C正确；若乙图中b等于0.02s，则交流电的频率应该为25Hz，D错误。答案　AC【方法总结】交变电流瞬时值表达式的求法(1)先