2015届高考物理一轮复习课件10.1《交变电流的产生和描述》.ppt

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1、第十章交变电流传感器［高考备考导航］考点考纲要求交变电流、交变电流的图象Ⅰ正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值Ⅰ理想变压器Ⅱ远距离输电Ⅰ实验：传感器的简单使用专家解读高考对本章知识的考查主要有以下几个知识点：1.交变电流的产生及其各物理量的变化规律，应用交流电的图象解决问题.2.利用有效值的定义，对交变电流的有效值进行计算.3.理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率之间的关系应用，变压器动态变化的分析方法.4.远距离输电的原理和相关计算.5.传感器的简单使用，能够解决与科技、社会紧密结合的问题.第一节交变电流的产生和描述一、交变电流的产生和

2、变化规律⊙问题导引线圈在匀强磁场中转动产生交变电流，线圈平面每转动一周，感应电流的方向改变几次？线圈在什么位置，电流方向会发生改变？[答案]线圈每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，线圈平面每转动一周，经过两次中性面，故感应电流的方向改变两次．基础要点整合⊙知识梳理1．交变电流(1)定义：和都随时间做周期性变化的电流．(2)图象：如图10－1－1(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流．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．大小方向图10－1－12．正弦式交变电流的产生和变化规律(1)产生：在匀强磁场里，

3、线圈绕方向的轴匀速转动．(2)变化规律：若匝数为n、面积为S的线圈以角速度ω绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，磁感应强度为B，从中性面开始计时，线圈中产生的感应电动势随时间的变化规律为e＝，交变电流随时间的变化规律为i＝，其中Em＝，Im＝．垂直于磁场EmsinωtImsinωtnBSω3．中性面的特点(1)线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量，磁通量的变化率为，感应电动势为．(2)线圈经过中性面时，线圈中的电流改变方向，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．最大零零两次⊙自主检测1．(2014·南宁期末)在匀强磁场中，一矩形金属

4、线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图10－1－2甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则图10－1－2A．t＝0.005s时线框的磁通量变化率为零B．t＝0.01s时线框平面与中性面重合C．线框产生的交变电动势最大值为311VD．线框中交变电流的方向每秒变化100次答案BCD二、描述交变电流的物理量⊙问题导引小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图10－1－3所示．此线圈与一个R＝10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是图10－1－3[答案]C周期性秒(s)赫兹

5、(Hz)次数时刻最大值电阻热量⊙自主检测2．一个按正弦规律变化的交变电流的i－t图象如图10－1－4所示，根据图象可以判定图10－1－4答案BD1．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)考点核心突破考点一　交变电流的变化规律如图10－1－5a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图b)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则图中能正确反映线圈中电流变化规律的是图10－1－5[解题指导]确定感应电流的变化图象，应从三个方面分析

6、：(1)确定t＝0时刻感应电流的方向．(2)确定t＝0时刻感应电流的大小．(3)判定t＝0时刻后短时间内电流的变化趋势．[答案]D⊙规律总结(1)分析交变电流的变化图象时，应注意计时起点、正负方向规定及大小变化趋势．(2)书写交变电流瞬时值表达式时，应首先确定交变电流的峰值：根据已知图象或由公式Em＝nBSω求出相应峰值．其次要明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式，如：①线圈从中性面位置开始转动，则i－t图象为正弦函数图象，函数式为i＝Imsinωt.②线圈从垂直中性面位置开始转动，则i－t图象为余弦函数图象，函数式为i＝Imcosωt.

7、1．(2014·常州模拟)如图10－1－6甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则下列说法正确的是甲乙突破训练图10－1－6A．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Od等于0.02s，则1s内电流的方向改变50次D．若乙图中Ob等于0.02s，则交流电的频率为50Hz答案A考点二　交变电流有效值的计算如图10－1－7所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的

8、电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为图10－1－7[答案]C⊙规律总结计算交变电流有效值的方法(1)计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三