高二物理 《交流电》前两节导学案.doc

菏泽一中高二一部物理期末复习学案四交变电流的产生及描述设计人：* 审核人：* 时间：12.6.17【复习目标】1、 知道交变电流是怎样产生的， 掌握描述交变电流的物理量。2、灵活运用其解决相关问题。【基础回顾】一、交变电流的产生和变化规律1交变电流： 随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流(AC)方向变化为其主要特征2正弦交变电流(1)特点：随时间按 规律变化的交变电流(2)产生：如图所示，将线圈置于 磁场中，并绕 于磁感线的轴做匀速转动，线圈中就会产生正(余)弦交变电流(3)中性面定义：与磁场方向 的平面特点a线圈转到中性面时，穿过线圈的磁通量 ，磁通量的变化率为 ，感应电动势为 （填写“最大”或“最小”）b线圈转动一周， 次经过中性面，线圈每经过一次，电流的方向就改变一次3正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势(e)：e (2)电压(u)：u(3)电流(i)：i（4）磁通量（）：=（5）用图象表示上述规律：二、描述交变电流的物理量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 ，单位是秒(s)。(2)频率，：交变电流在1 s内完成 的次数，单位是 。 (3)周期和频率的关系：T= ，= = 2峰值和有效值(1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的 (2)有效值：是根据电流的 来规定的。交流电与恒定电流通过 的电阻，如果它们在 时间内产生的热量 ，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(3)正弦交变电流的有效值与峰值之间的关系为：E= ,U= ,I= 3.平均值。感应电动势的平均值= ,感应电流的平均值= ,通过导线横截面的电荷量q= （式中R是回路总电阻）。 强调：在研究交变电流做功、电功率以及产生的热量时，只能用有效值；另外，各种交流电表指示的电压、电流和交流电器上标注的额定电压、额定电流，指的都是有效值，与热效应有关的计算，如保险丝的熔断电流等必须用有效值；电容器上标的耐压值必须小于交流电的峰值；在研究交变电流通过导体横截面的电荷量时，只能用平均值，千万不可混淆【典例剖析】探究点一：交变电流的产生及变化规律例l、如图所示，匀强磁场的磁感应强度 B=05 T，边长L=10 cm的正方形线线 圈共l00匝，线圈电阻r=1 ，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度为=2rads，外电路电阻R=4 ，求： (1)转动过程中感应电动势的最大值及磁通量变化率的最大值； (2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过600。角时的瞬时感应电动势； (3)由图示位置转过600角时的过程中磁通量的变化率及产生的平均感应电动势； (4)交流电表的示数； (5)转动一周外力做的功； (6)周期内通过R的电荷量。探究点二：交变电流图象的考查例2、一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以其图52一条边为轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图52所示，感应电动势的最大值和周期可由图中读出，则磁场的磁感应强度B为多大？在tT/12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角为多大？【当堂练习】1、如图所示，线框在匀强磁场中绕OO轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是 ( ) A.磁通量和感应电动势都在变大B.磁通量和感应电动势都在变小C.磁通量在变小，感应电动势在变大D.磁通量在变大，感应电动势在变小2、一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e220sin100t，则( )A交流电的频率是100 Bt0时，线圈位于中性面C交流电的周期是0.02s Dt0.05s时，e有最大值3、下面关于交变电流的说法中正确的是( )A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的最大值B.用交流电表测定的读数值是交流电的瞬时值C.给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D.跟交变电流有相同热效应的直流电的数值是交变电流的有效值4、一只低压教学电源输出的交变电压瞬时U=10 sin314t(V)，关于该电源的规格和使用，以下说法正确的是 ( )A.这只电源可以使10V2W的灯泡正常发光B.这只电源的交变电压的周期是314sC.这只电源在t=0.01s时电压达到最大值D.“10V2F”电容器不能接在这只电源上5、一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图所示，则下列说法中正确的是( )At0时刻线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻的变化率达最大C0.02 s时刻感应电动势达到最大D该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示6、.把电热器接到110V的直流电源上，每秒产生的热量为Q，现把它接到交流电源E，每秒产生的热量为2Q，则交流电压的最大值是 ( )A.110 v B.220 VC.220VD.110V7、一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图象,试根据图象求出：（1）线圈转动的角速度；（2）电动势的有效值；（3）t = 1.0102s时，线圈平面和磁场方向的夹角。8、交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90到达虚线位置过程中，求：通过R的电荷量q为多少？R上产生电热QR为多少？外力做的功W为多少？9、有一正弦式交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60V，试估算在一个周期内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？（拓展提高）10、 一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度100rad/s。 （1）写出感应电动势的瞬时值表达式。 （2）若该发