高考物理一轮复习 10.1交变电流的产生和描述课件.ppt

第十章交变电流传感器 复习目标定位 1 交变电流 交变电流的图象 2 正弦交变电流的函数 表达式 峰值和有效值 3 理想变压器 4 远距离输电 5 实验 传感器的简单应用 解读 知道交流电产生的原理 理解正弦式交流电的图象 理解正弦交变电流的三角函数表达式 最大值 有效值 周期 频率 了解理想变压器的工作原理 掌握理想变压器中电流 电压与匝数的关系 能够讨论负载变化时电流 电压等相关物理量的变化情况 会分析输电线上电功率损失和电压损失 理解远距离输电的基本原理和基本公式 知道传感器的工作原理 在实验中能够简单使用传感器 交变电流的知识在高考题中常以选择题的形式出现 重点考查交变电流的产生原理 图象 表达式以及交流电的有效值 变压器的原理 远距离输电中线路损耗问题 其中考查频率最高的是交变电流的有效值的定义和应用 变压器的电压和电流 以及输出功率和输入功率的求解 变压器的问题往往与闭合电路欧姆定律结合在一起 分析有关电路动态分析的相关问题 对传感器的考查往往涉及到光敏电阻 热敏电阻 金属热电阻 压敏电阻等常见传感器与实际问题及与其他知识相结合的综合知识的应用 以 交变电流的规律 为复习中心 掌握正弦交变电流的产生 表达式 图象和 四值 以 变压器的原理 为复习中心 结合电路问题掌握变压器的基本关系和制约关系 以及远距离输电问题的特点及分析方法 熟悉远距离输电的流程图及三部分电路 发电电路 输电电路和用电电路 的电压 电流 电阻功率的关系 传感器与我们的生活息息相关 具有知识多 综合性强的特点 求解时要结合题目 弄清传感器的原理和过程 分析清楚传感器所在电路的结构 有时还要借助力学和电学的相关知识 并与生产 生活实际相结合才能解决问题 第一讲交变电流的产生和描述 回扣教材夯实基础落实考点 基础自主温故 一 交变电流 交变电流的图象 考点自清 1 交变电流 1 定义 大小和方向随时间做变化的电流 2 图象 如图甲 乙 丙 丁所示都属于交变电流 周期性 2 正弦交流电的产生和图象 1 产生 在匀强磁场里 线圈绕磁场方向的轴匀速转动 2 图象 如图甲 乙所示 垂直 基础自测 1 一个矩形线圈绕与匀强磁场垂直的oo 轴逆时针转动 线圈的两条引线分别与a b两半圆铜环相连 两个铜环通过滑动电刷连入电路 电路中仅有一个电阻r 如图所示 在线圈转动过程中 通过r的电流 a 大小和方向都不断变化b 大小不断变化 方向为a r bc 大小和方向都不变d 大小不断变化 方向为b r a 解析 线圈中产生交流电 由于电刷交替与两铜环接触 流过r的电流方向不变 根据右手定则可知 通过r的电流方向是b r a 答案 d 二 正弦交变电流的函数表达式 描述交变电流的物理量 考点自清 1 正弦交变电流的函数表达式 1 e 2 i 3 当线圈从中性面开始计时 其中 em sin t imsin t 0 一次周期性 次数 3 交变电流的瞬时值 峰值 有效值和平均值 1 瞬时值 交变电流某一的值 是时间的函数 2 峰值 交变电流的电流或电压所能达到的 3 有效值 定义 让交流和直流通过相同阻值的电阻 如果它们在相同的时间内产生的相等 就把这一直流的数值叫做这一交流的 时刻 最大值 热量 有效值 4 平均值 交变电流图象中波形与横轴跟时间的比值 所围面积 基础自测 2 如图所示电路中 已知交流电源电压u 200sin100 tv 电阻r 100 则电流表和电压表的示数分别为 a 1 41a 200vb 1 41a 141vc 2a 200vd 2a 141v 答案 b 答案 bc 考点深析拓展延伸详讲精练 考点探究讲练 1 交 变电流的产生和变化规律正弦式电流的变化规律 线圈在中性面位置开始计时 3 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 若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 若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 2014年天津卷 如图 1 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 例1 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 思路指导 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直匀强磁场的轴匀速转动时产生正弦交变电流 弄清线圈的初始位置情况 由于两线圈的转速不同 产生交变电流的频率不同 由交变电流的e t图象获得相关信息解决问题 答案 ac 如图所示 图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象 当调整线圈转速后 所产生正弦交流电的图象如图线b所示 以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是 变式训练1 a 在图中t 0时刻穿过线圈的磁通量均为零b 线圈先后两次转速之比为3 2c 交流电a的瞬时值为u 10sin5 t v d 交流电b的最大值为5v 答案 bc 交变电流 四值 的理解与应用 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 以如图所示的角速度 匀速转动 外电路电阻为r 例2 1 说明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 思路指导 线圈在匀强磁场中做匀速圆周运动 产生正弦交变电流 由右手定则可判断感应电流方向 线圈在磁场中转动一周 柴油机做的功等于电路中一周期内产生的电热 而电流表 电压表的示数为电流和电压的有效值 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示 已知发电机线圈内阻为5 0 现外接一只电阻为95 0 的灯泡 如图乙所示 则 变式训练2 a 电压表v的示数为220vb 电路中的电流方向每秒钟改变50次c 灯泡实际消耗的功率为484wd 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24 2j 答案 d 思想方法技巧运用提升素养 学科素养提升 如图所示为一交流电压随时间变化的图象 每个周期内 前三分之一周期电压按正弦规律变化 后三分之二周期电压恒定 根据图中数据可得 此交流电压的有效值为 例3 思路指导 根据有效值的