高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 第1讲 交变电流的产生和描述课件.ppt

第十一章交变电流传感器 第1讲交变电流的产生和描述 一 交变电流的产生和变化规律1 交变电流大小和方向都随时间做周期性变化的电流 如图 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 简称正弦式电流 如图 a 所示 2 正弦交变电流的产生和图象 1 产生 在匀强磁场里 线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动 2 中性面 定义 与磁场方向垂直的平面 特点a 线圈位于中性面时 穿过线圈的磁通量最大 磁通量的变化率为零 感应电动势为零 b 线圈转动一周 两次经过中性面 线圈每经过中性面一次 电流的方向就改变一次 3 图象 用以描述交变电流随时间变化的规律 如果线圈从中性面位置开始计时 其图象为正弦函数曲线 提示 对正弦交流电产生的两点提醒 1 正弦交流电的产生与线圈转动轴的位置有关 即线圈必须绕垂直于匀强磁场方向的轴转动 2 线圈转动一周 电流方向改变两次 且在通过中性面的位置发生改变 考点一正弦交变电流的变化规律及应用1 正弦式电流的变化规律 线圈在中性面位置开始计时 考点二 考点一 考点二 考点一 考点二 考点一 考点二 考点一 典例1 多选 如图所示 在匀强磁场中 一矩形金属线圈两次分别以不同的转速 绕与磁感线垂直的轴匀速转动 产生的交变电动势图象如图2中曲线a b所示 则 a 两次t 0时刻线圈平面均与中性面重合b 曲线a b对应的线圈转速之比为2 3c 曲线a表示的交变电动势频率为25hzd 曲线b表示的交变电动势有效值为10v 考点二 考点一 参考答案 ac 考点二 考点一 名师归纳 求解交变电流变化规律有关问题的三点 1 只有当线圈从中性面位置开始计时 电流的瞬时值表达式才是正弦函数 其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关 2 注意峰值公式em nbs 中的s为有效面积 3 在解决有关交变电流的图象问题时 应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来 再根据特殊位置求特征解 考点二 考点一 考点二 考点一 2 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甲所示 则下列说法正确的是 b a t 0时刻 线圈平面与中性面垂直b t 0 01s时刻 的变化率最大c t 0 02s时刻 交流电动势达到最大d 该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示 考点二交流电 四值 的理解与应用交变电流的瞬时值 峰值 有效值 平均值的比较 考点二 考点一 考点二 考点一 考点二 考点一 典例2 2015 四川高考 小型手摇发电机线圈共n匝 每匝可简化为矩形线圈abcd 磁极间的磁场视为匀强磁场 方向垂直于线圈中心轴oo 线圈绕oo 匀速转动 如图所示 矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0 不计线圈电阻 则发电机输出电压 参考答案 d 考点二 考点一 考点二 考点一 考点二 考点一 考点二 考点一 电动机和发电机模型1 模型概述电动机模型和发电机模型是高考题中时常出现的题型 凡在安培力作用下于磁场中运动的通电导体均可看做电动机模型 在外力作用下于磁场中做切割磁感线运动的导体均可看做发电机模型 两模型综合考查了磁场力的作用 电磁感应 恒定电流 交流电 能量转化与守恒等知识 名师点睛 对此类题目应注意以下三点 1 线圈在辐射形磁场中切割磁感线产生的电动势等于每匝线圈产生电动势的和 2 线圈所受的安培力等于各匝线圈所受安培力的和 3 线圈是电源 外接电阻或用电器是负载 其能量来源是推力做的功 如图甲所示为一台小型发电机的示意图 单匝线圈逆时针转动 若从中性面开始计时 产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示 已知发电机线圈内阻为1 0 外接灯泡的电阻为9 0 1 写出流经灯泡的瞬时电流的表达式 2 求转动过程中穿过线圈的最大磁通量 3 线圈匀速转动一周的过程中 求外力所做的功 2 如图甲所示 矩形线圈abcd在匀强磁场中以ad的中垂线为轴沿逆时针方向匀速转动时 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 a 乙图中