优化探究2016届高考物理一轮复习 11.1交变电流的产生和描述课件剖析.ppt

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1、第十一章　交变电流[明考情·高效备考]【想一想】如图所示，线圈绕轴OO′匀速转动时产生的感应电流有什么特点？线圈在哪个位置时感应电流最大？提示：电流的大小和方向随时间发生变化．当线圈平面和磁场平行时，感应电流最大．第1单元　交变电流的产生和描述基础探究交变电流的产生及变化规律【填一填】1．交变电流的产生(1)交变电流：大小和方向都随时间做变化的电流．(2)正弦交变电流的产生：将线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁感线的轴，线圈中就会产生正(余)弦交变电流．(3)中性面①定义：与磁场方向的平面．②特点a．线圈位于中性面时

2、，穿过线圈的磁通量，磁通量的变化率为，感应电动势为．b．线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过一次，电流的方向就改变一次．周期性匀速转动垂直最大零零中性面nBSωsinωtnBSωImsinωt提示：(1)T表示周期Um和Im分别表示电压和电流的最大值(2)不能描述交变电流的物理量【填一填】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．(2)频率f：交变电流在1s内完成的次数，单位是Hz.(3)周期和频率的关系时间周期性变化2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变

3、电流某一时刻的值，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：让交变电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．(4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系最大值产生的热量基础自测1．下图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是()解析：线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，就能产生正弦交流电，故选C.答案：C2．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产生的交流电动势的最大值为E

4、m.设t＝0时线圈平面与磁场平行，当线圈的匝数增加一倍，转速也增大一倍，其他条件不变时，交流电的电动势为()A．e＝2Emsin2ωtB．e＝4Emsin2ωtC．e＝Emsin2ωtD．e＝4Emcos2ωt解析：Em＝nBSω所以当n和ω都增大一倍时，电动势的最大值增大到原来的4倍，再考虑到相位与ω的关系，所以选项D正确．答案：D答案：C4．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运动，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＝0.0

5、1s时线框平面与中性面重合C．线框产生的交变电动势有效值为311VD．线框产生的交变电动势频率为100Hz答案：B【互动探究】1．闭合线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的变化规律和线圈形状、转轴有关吗？2．交变电流方向发生改变时，线圈中的磁通量及磁通量的变化率有什么特点？正弦交变电流的产生及变化规律【核心突破】1．正弦式交变电流的产生与描述2.交变电流瞬时值表达式书写的基本思路(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式Em＝nBSω求出相应峰值．(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式．①若线圈从中性

6、面位置开始转动，则it图象为正弦函数图象，函数式为i＝Imsinωt.②若线圈从垂直中性面位置开始转动，则it图象为余弦函数图象，函数式为i＝Imcosωt.[思路点拨]解此题的关键是理解et图象的物理意义，并将et图象与线圈转动情景相对应．[答案]C1．(2014年池州高三质检)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1

7、s内电流的方向改变了50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1/4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图对应的电流为零，B错；每经过中性面一次线圈中的电流方向就要改变一次，所以在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，则频率为50Hz,1s内电

8、流的方向将改变100次，C错；若乙图中b等于0.02s，则交流电的频率应该为25Hz，D错.答案：A【互动探究】1．交变电流的“四值”通常指哪“四值”？2．“平均值”和“有效值”在应用时有哪些区别？交变电流“四值”的比较【核心突破】1．交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值的比较[答案]D答案：D——发电机模型[模型构建]发电机模型是高考中以电磁感应为知识