【优化方案】高三物理一轮复习 第10章第一节《交变电流的产生和描述》课件.ppt

第一节交变电流的产生和描述 课堂互动讲练 经典题型探究 知能优化演练 第一节交变电流的产生和描述 基础知识梳理 基础知识梳理 一 交变电流的产生和变化规律1 交变电流 和 都随时间做周期性变化的电流叫交变电流 2 正弦交变电流 1 特点 随时间按正 余 弦规律变化的交变电流 2 产生 如图10 1 1所示 将线圈置于匀强磁场中 并绕垂直于 的轴做匀速转动 大小 方向 磁感线 图10 1 1 3 变化规律 线圈在中性面位置开始计时 电动势 e e 电压 u u 电流 i i 4 图象 如图10 1 2 emsin t umsin t imsin t 图10 1 2 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 让交流与恒定电流分别通过大小 的电阻 如果在交流的一个周期内它们产生的 相等 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 最大值 相同 热量 4 相位 在正弦交变电流的公式u emsin t 中 t 叫 叫 两支交流的相位之差叫做它们的 相位 初相位 相位差 课堂互动讲练 一 正弦式电流的变化规律1 正弦式电流的变化规律 线圈在中性面位置开始计时 2 交变电流瞬时值表达式的书写基本思路 1 确定正弦交变电流的峰值 根据已知图象或由公式em nbs 求出相应峰值 2 明确线圈的初始位置 找出对应的函数关系式 如 线圈从中性面开始转动 则i t图象为正弦函数图象 函数式为i imsin t 线圈从垂直中性面开始转动 则i t图象为余弦函数图象 函数式为i imcos t 特别提醒 在交变电流的产生过程中 要特别注意两个特殊位置的不同特点 1 线圈平面与中性面重合时 s b 最大 t 0 e 0 i 0 电流方向将发生改变 2 线圈平面与中性面垂直时 s b 0 t最大 e最大 i最大 电流方向不改变 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 如图10 1 3所示 单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动 其转动轴线oo 与磁感线垂直 已知匀强磁场的磁感应强度b 1t 线圈所围面积s 0 1m2 转速12r min 若从中性面开始计时 则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为 a e 12 sin120t v b e 24 sin120 t v c e 0 04 sin0 4 t v d e 0 4 cos2 t v 图10 1 3 二 对交变电流 四值 的比较和理解1 交变电流的瞬时值 峰值 有效值 平均值的比较 2 对交变电流有效值的理解交变电流的有效值是根据电流的热效应 电流通过电阻生热 进行定义的 所以进行有效值计算时 要紧扣电流通过电阻生热 或热功率 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 要取周期的整数倍 一般取一个周期 注意 在交流电路中 电压表 电流表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值 在没有具体说明的情况下 所给出的交变电流的电压 电流指的是有效值 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 2011年青岛模拟 已知某电阻元件在正常工作时 通过它的电流按如图10 1 4所示的规律变化 今与这个电阻元件串联一个多用电表 已调至交流电流挡 则多用电表的读数为 图10 1 4 经典题型探究 2010年高考广东理综卷 如图10 1 5是某种正弦式交变电压的波形图 由图可确定该电压的 a 周期是0 01sb 最大值是311vc 有效值是220vd 表达式为u 220sin100 t v 图10 1 5 解析 由交变电流的图象知 周期是0 02s a错误 最大值是311v b正确 有效值是220v c正确 瞬时值表达式为u 311sin100 t v d错误 答案 bc 满分样板16分 一个电阻为r 边长为l的正方形线圈abcd共n匝 线圈在磁感应强度为b的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴oo 以如图10 1 6所示的角速度 匀速转动 外电路电阻为r 图10 1 6 1 在图中标出此刻线圈感应电流的方向 2 线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大 3 线圈平面与磁感线夹角为60 时的感应电动势为多大 4 设发电机由柴油机带动 其他能量损失不计 线圈转一周 柴油机做多少功 5 从图示位置开始 线圈转过60 的过程中通过r的电量是多少 6 图中电流表和电压表的示数各是多少 答案 见解题样板 如图10 1 7所示 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 线圈匀速转动的角速度为 线圈的电阻为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 试问 1 通过r的电荷量q为多少 2 r上产生的电热qr为多少 3 外力做的功w为多少 图10 1 7 思路点拨 1 计算通过截面的电荷量q应该用电流的平均值 2 求电热应该用有效值 可以先求电路的总电热q 然后再按照内外电阻之比求r上产生的电热qr 3 根据能量守恒定律 外力做功的过程是机械能向电能转化的过程 电流通过电阻而发热 又将电能转化为内能 即产生电热 易误警示 本题中求电荷量时易错用交变电流的峰值或有效值求解 平均值是交变电流图象中的波形和横轴 时间轴 所围面积与时间的比值 其数值可根据法拉第电磁