高考物理大一輪復習 第十章 第一節(jié) 交變電流的產生和描述課件.ppt

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,第十章 交變電流 傳感器, 考綱展示 1．交變電流、交變電流的圖象Ⅰ 2．正弦交變電流的函數表達式、峰值和有效值Ⅰ 3．理想變壓器Ⅱ 4．遠距離輸電Ⅰ 實驗十一：傳感器的簡單使用 說明：1.不要求討論交變電流的相位和相位 差的問題． 2．只限于單相理想變壓器．,2016高考導航,,第十章 交變電流 傳感器, 熱點視角 1．交變電流的四值計算以及變壓器的原理和應用是高考考查的熱點，題型以選擇題為主． 2．傳感器在生產和科技中的應用越來越廣泛，這使傳感器的原理及應用在高考中出現(xiàn)的可能性有所增加． 3．本章知識與生產、生活聯(lián)系緊密，理論聯(lián)系實際的題目出現(xiàn)的可能性較大，如涉及民生的遠距離輸電問題．,,第十章 交變電流 傳感器,第一節(jié) 交變電流的產生和描述,,第十章 交變電流 傳感器,一、交變電流的產生和變化規(guī)律 1．交變電流 大小和方向隨時間做________變化的電流． 2．正弦交流電 (1)產生：在勻強磁場里，線圈繞______________方向的軸勻速轉動．,周期性,垂直于磁場,(2)中性面 ①定義：與磁場方向_______的平面． ②特點：線圈位于中性面時，穿過線圈的磁通量________，磁通量的變化率為_______，感應電動勢為__________．線圈每經過中性面一次，電流的方向就改變一次． (3)圖象：用以描述交變電流隨時間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開始計時，其圖象為_________曲線．,垂直,最大,零,零,正弦,1.(單選)關于線圈在勻強磁場中轉動產生的交變電流，下列說法中正確的是( ) A．線圈平面每經過中性面一次，感應電流的方向就改變一次，感應電動勢的方向不變 B．線圈每轉動一周，感應電流的方向改變一次 C．線圈平面每經過中性面一次，感應電動勢和感應電流的方向都改變一次 D．線圈每轉動一周，感應電動勢和感應電流的方向都改變一次,C,二、描述交變電流的物理量 1．交變電流的周期和頻率的關系：T＝_______. 2．峰值和有效值 (1)峰值：交變電流的峰值是它能達到的_______． (2)有效值：讓交流與恒定電流分別通過大小__________的電阻，如果在交流的一個周期內它們產生的_________相等，則這個恒定電流I、恒定電壓U就是這個交變電流的有效值．,最大值,相同,熱量,(3)正弦式交變電流的有效值與峰值之間的關系 I＝______，U＝_________，E＝ 3．平均值： ＝_________＝ . 特別提示：通常所說交變電流、電壓的數值，各種交流電器設備所標的額定電壓和額定電流的數值，一般交流電表測量的數值，都是指有效值(除非有特殊說明)．,2.(單選)小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉動，產生的感應電動勢與時間呈正弦函數關系，如圖所示．此線圈與一個R＝10 Ω的電阻構成閉合電路，不計電路的其他電阻，下列說法正確的是( ),C,考點一 交變電流的變化規(guī)律,考點二 交流電有效值的求解,考點三 交變電流的“四值”的比較,考點一 交變電流的變化規(guī)律 1．正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時),Φ＝Φmcos ωt ＝BScos ωt,e＝Emsin ωt ＝nBSωsin ωt,(單選)如圖甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd 中點的軸OO′以角速度 ω 逆時針勻 速轉動．若以線 圈平面與磁場夾角θ＝45°時 (如圖乙) 為計時起點，并規(guī)定當電流自a流向b時電流方向為正．則下圖所示的四幅圖中正確的是( ),D,[思路點撥] 確定感應電流的變化圖象，應從三個方面分析：(1)感應電流的方向，(2)感應電流的大小及變化趨勢，(3)t＝0時的大小和方向．,[總結提升] 解決交變電流圖象問題的三點注意 (1)只有當線圈從中性面位置開始計時，電流的瞬時值表達式才是正弦形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉動軸處于線圈平面內的位置無關． (2)注意峰值公式Em＝nBSω中的S為有效面積． (3)在解決有關交變電流的圖象問題時，應先把交變電流的圖象與線圈的轉動位置對應起來，再根據特殊位置求特征解．,1.(單選)矩形線圈abcd在如圖所示的磁場中以恒定的角速度ω繞ab邊轉動，磁場方向垂直紙面向里，其中ab邊左側磁場的磁感應強度大小是右側磁場的2倍．在t＝0時刻線圈平面與紙面重合，且cd邊正在向紙外轉動．規(guī)定圖示箭頭方向為電流正方向，則線圈中電流隨時間變化的關系圖線應是( ),A,解析：繞垂直磁場的軸轉動時，線圈能夠產生的最大感應電動勢Em＝NBSω，所以線圈在左側磁場中產生的感應電動勢最大值是右側磁場中最大值的2倍，再利用楞次定律分析感應電流方向，可知選項A正確．,考點二 交流電有效值的求解 1．正弦式交流電有效值的求解 2．非正弦式交流電有效值的求解 交變電流的有效值是根據電流的熱效應(電流通過電阻生熱)進行定義的，所以進行有效值計算時，要緊扣電流通過電阻生 熱 ( 或熱功 率 ) 進 行計算．注 意“三 同”：即“相 同電 阻”，“相同時間”內產生“相同熱量”．計算時“相同時間”要取周期的整數倍，一般取一個周期．,(單選)(2015·沈陽質檢)如圖所示為一交流電壓隨時間變化的圖象．每個周期內，前三分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定．根據圖中數據可得，此交流電壓的有效值為( ),C,2.(單選)(2015·江西九所重點中學聯(lián)考)如圖所示的區(qū)域內有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度為B.電阻為R、半徑為L、圓心角為45°的扇形閉合導線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉動(O軸位于磁場邊界)．則線框內產生的感應電流的有效值為( ),D,考點三 交變電流的“四值”的比較,交變電流某一時刻的值,e＝Emsin ωt,計算線圈某一時刻的受力情況,最大的瞬時值,確定用電器的耐壓值，電容器的擊穿電壓,跟交變電流的熱效應等效的恒定電流值,(1)計算與電流熱效應相關的量(如功率、熱量) (2)交流電表的測量值 (3)電器設備標注的額定電壓、額定電流 (4)保險絲的熔斷電流,交變電流圖象中圖線與時間軸所夾面積與時間的比值,計算通過電路截面的電荷量,D,物理思想——等效法求解交流電問題 (多選)(2015·東北三校聯(lián)考)如圖所示，空間中有范圍足夠大的勻強磁場，磁場方向豎直向下，在其間豎直放 置兩彼此正對的相同金屬圓環(huán)，兩環(huán)相距L，用導線將環(huán) 與外 電阻相連，現(xiàn)用外力使金屬桿沿兩環(huán)做勻速圓周 運動．若已知磁感應強度大小為B，圓環(huán)半徑為R，桿轉動角速 度為ω，金屬桿和電阻的阻值均為r，其他電阻不計，則( ),BC,[技法點評] 本題采取等效法處理，省略了桿產生正弦交流電的推導過程，使問題的解決更加簡單、便捷．,AD,