高中物理 10.1交变电流的产生和描述课件 教科版.ppt

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1、第1讲交变电流的产生和描述考点1交变电流、交变电流的图像1.交变电流(1)定义:_____和_____都随时间做周期性变化的电流.(2)图像:如图甲、乙、丙、丁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交流电，如图甲所示.大小方向2.正弦交流电的产生和图像描述(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕___________方向的轴匀速转动.(2)图像：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图像为_____曲线.如图甲所示.垂直于磁场正弦1.中性面的特点(1)线圈平面与中性面重

2、合时，S⊥B，Φ最大，感应电动势为零.(2)线圈每经过中性面时，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两次.2.由正弦交流电的图像可得到的信息(1)交变电流的最大值.(2)周期T(频率).(3)任意时刻线圈中产生的电流的大小和方向.(2011·天津高考)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，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则()甲A.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

3、动势有效值为311VD.线框产生的交变电动势频率为100Hz【解析】选B．由题图乙可知该正弦交变电动势的电压最大值为311V，周期等于0.02s，因此，根据正弦交变电动势的最大值与有效值之间的关系式得知选项C错误；又，则频率f=50Hz，选项D错误；当t=0.005s时，Em=311V，取得最大值，穿过线圈的磁通量变化率最大，选项A错误；当t=0.01s时，交变电压及电流方向发生改变，电压值最小等于零，线框平面与中性面重合，选项B正确.1.周期和频率(1)周期(T):交变电流完成___________变

4、化(线圈转一周)所需的时间,单位是秒(s)，公式.(2)频率(f)：交变电流在1s内完成周期性变化的_____，单位是赫兹(Hz).(3)周期和频率的关系:T=__或f=__.考点2正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值一次周期性次数2.正弦交流电的瞬时值表达式若n匝面积为S的线圈以角速度ω绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动，从中性面开始计时，其瞬时值表达式为e=____________，用Em=nBSω表示电动势最大值，则有e=Emsinωt.其电流大小为3.交变电流的四值(1)瞬时值：它反映不同时刻交

5、流电的大小和方向，正弦交流电瞬时值表达式为：e=Emsinωt，i=Imsinωt,u=_________.应当注意必须从中性面开始计时.nBSωsinωtUmsinωt(2)最大值：也叫峰值，它是瞬时值的最大值，它反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线_____时，交流电动势最大，其值为Em=______(转轴垂直于磁感线).(3)平均值：可用法拉第电磁感应定律来求.(4)有效值：交变电流的有效值是根据电流的_______规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在__________

6、_内产生的_____相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的_______.正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是：E=___Em、I=___Im,U=___Um.平行nBSω热效应相同的时间热量有效值对电流热效应的两点认识1.交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻产生热量)进行定义的，所以在进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热进行计算.注意“三同”：即“相同电阻”，“相同时间内”产生“相同热量”.计算时“相同时间”一般取一个周期.2.利用两个公式和Q=I2Rt可以分别求得交变电流的电压有效

7、值和电流有效值.(2011·安徽高考)如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界).则线框内产生的感应电流的有效值为()【解析】选D.线框进入磁场和穿出磁场产生的感应电动势均为,产生感应电动势的时间均为,由一个周期产生的电热,解得,选D.正弦交变电流的变化规律【例证1】如图甲所示，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

8、场夹角θ=45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正.则下列四幅图中正确的是()【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1)t=0时刻感应电流的方向.(2)利用t=0时刻的速度确定感应电动势的大小.(3)判定t=0时刻后短时间内电流的变化趋势.【自主解答】选D.方法一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生的电流按正弦规律变化，由于t=0时，线圈的转动方向如图乙，由右手定则判断可得，此时ad中电流方向为