高考物理一轮复习 第10章 交流电及传感器 第1讲 交变电流的产生及描述课件 新人教版.ppt

走向高考 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 高考总复习 交流电及传感器 第十章 第1讲交变电流的产生及描述 第十章 1 理解交变电流的产生过程 能正确书写交变电流的表达式 2 理解描述交变电流的几个物理量 会计算交变电流的有效值 1 交变电流的产生 将线圈置于 中 并绕垂直磁感线的轴 线圈中就会产生正 余 弦交变电流 2 中性面 1 线圈位于中性面时 穿过线圈的磁通量 磁通量的变化率为 感应电动势为 2 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 交变电流的产生及变化规律 匀强磁场 匀速转动 最大 零 零 两 中性面 3 变化规律 n匝面积为s的线圈以角速度 转动 从某次经过中性面开始计时 则e 用em表示峰值 则em 电流i nbs sin t nbs imsin t 描述交变电流的物理量 1 瞬时值 反映 交变电流的大小和方向 2 有效值 根据电流的 来规定的 即在同一周期内 跟某一交流电使用同一电阻产生相等热量的直流电的数值 正弦交流电的有效值与最大值之间的关系 3 周期和频率 描述交变电流变化 的物理量 1 周期 完成 变化所需的时间 2 频率 在1s内完成周期性变化的 不同时刻 热效应 快慢 一次周期性 次数 答案 1 若转轴与磁场平行 矩形线圈在匀速转动时 磁通量不发生变化 不会产生感应电流 2 穿过线圈的磁通量最大时 产生的感应电动势可能为零 3 4 5 测量的是交变电流的有效值 答案 ad 正弦式交变电流的产生及变化规律 1 正弦式交变电流的变化规律 线圈在中性面位置开始计时 1 线圈平面处于中性面位置时开始计时 试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式 2 线圈平面处于与中性面成 0夹角位置时开始计时 如图3所示 试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式 思路引导 1 导体棒切割磁感线产生感应电动势的表达式是怎样的 2 线框在匀强磁场中转动 整个线框中的感应电动势是怎样求解 2 当线圈由图3位置开始运动时 在t时刻整个线圈的感应电动势为e2 bl1l2 sin t 0 答案 1 e1 bl1l2 sin t 2 e2 bl1l2 sin t 0 答案 1 e blvsin 为b与v方向间的夹角 2 看线框中有几条边切割磁感线 每条边产生的电动势是相同还是相反的 若相同 则其和为线框中电动势的值 若相反 则其差为线框中电动势的值 名师归纳 解决交变电流图象问题的三点注意 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形式 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 答案 c解析 磁极以oo 为轴匀速转动可等效为磁场不动线圈向相反方向转动 在t 0时刻 由右手定则可知 产生的感应电流方向为a b c d a 磁场的方向与线圈平行 感应电流最大 故选项c正确 交变电流有效值的求解 1 交变电流有效值的求解 2 几种常用的电流及其有效值 思路引导 正弦式交变电流的有效值应如何求解 交变电流 四值 的比较 1 交变电流的瞬时值 峰值 有效值和平均值的比较 2 书写交变电流瞬时值表达式的基本思路 1 确定正弦交变电流的峰值 根据已知图象读出或由公式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 线圈从中性面位置开始转动 则i t图象为正弦函数图象 函数式为i imsin t 线圈从垂直中性面位置开始转动 则i t图象为余弦函数图象 函数式为i imcos t 思路引导 1 线圈转动到某一位置时产生的电动势的值为什么值 2 电表的示数为什么值 如何计算电荷量 如何计算焦耳热 对交流电的产生 变化规律理解不透彻 错因分析 正弦交变电流的产生过程要做到 情 形 数 三者相统一 情 就是物理情景 即线圈在磁场中转动的情景 形 就是用图象表示交变电流的产生过程 数 就是用数学表达式表示交变电流的产生过程 交变电流的产生有很多形式 常见的正 余 弦式交变电流可由线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感应强度方向的轴转动产生 在 情 形 数 这三者中已知其一 便知其二 错解1t 0 1s和t 0 3s时 线圈转至和磁场垂直处即中性面 误认为磁通量最大磁通量的变化率也最大而错选a 错解2书写交变电流的表达式 一定要注意初始平面是中性面还是峰值面 若从中性面开始 则为正弦函数 若从峰值面开始 则为余弦函数 此题是从峰值面开始而误认为从中性面开始而错选c 解析 由线圈的磁通量随时间的变化图象可知 开始时线圈平面与磁感线平行 则t 0 1s和t 0 3s时 线圈转至和磁场垂直处 磁通量最大 但磁通量的变化率最小 电动势为零 所以选项a错误 误区警示 线圈绕垂直磁场的轴旋转产生的交变电流具有以下特点 1 交变电流的大小与转轴在线圈平面内的具体位置无关 未必是线圈的对称轴 2 交变电流的最大值与线圈的面积成正比 与线圈的具体形状无关 3 线圈转动的快慢既影响交变电流的周期和频率 又影响交变电流的最大值 答案 d 答案 d a 两次t 0时刻线圈平面与中性面重合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