2016届高考物理大一轮复习 第十章 第一节 交变电流的产生和描述ppt课件

1、第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器 考纲展现考纲展现1 1交变电流、交变电流的图象交变电流、交变电流的图象2 2正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值3 3理想变压器理想变压器4 4远间隔输电远间隔输电实验十一：传感器的简单运用实验十一：传感器的简单运用阐明：阐明：1.1.不要求讨论交变电流的相位和相位不要求讨论交变电流的相位和相位差的问题差的问题2 2只限于单相理想变压器只限于单相理想变压器2021高考导航高考导航第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器 热点视角热点视角1 1交变电流的四值计算以及变压器的原理和运用是高考调查交变电流的四值计算以及

2、变压器的原理和运用是高考调查的热点，题型以选择题为主的热点，题型以选择题为主2 2传感器在消费和科技中的运用越来越广泛，这使传感器的传感器在消费和科技中的运用越来越广泛，这使传感器的原理及运用在高考中出现的能够性有所添加原理及运用在高考中出现的能够性有所添加3 3本章知识与消费、生活联络严密，实际联络实践的标题出本章知识与消费、生活联络严密，实际联络实践的标题出现的能够性较大，如涉及民生的远间隔输电问题现的能够性较大，如涉及民生的远间隔输电问题第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器第一节交变电流的产生和描画第一节交变电流的产生和描画第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器一、交变电流的产生和

3、变化规律一、交变电流的产生和变化规律1交变电流交变电流大小和方向随时间做大小和方向随时间做_变化的电流变化的电流2正弦交流电正弦交流电(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕产生：在匀强磁场里，线圈绕_方向的轴匀方向的轴匀速转动速转动周期性周期性垂直于磁场垂直于磁场(2)中性面中性面定义：与磁场方向定义：与磁场方向_的平面的平面特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量_，磁通量的变化率为磁通量的变化率为_，感应电动势为，感应电动势为_线圈线圈每经过中性面一次，电流的方向就改动一次每经过中性面一次，电流的方向就改动一次(3)图象：用以描画交变电流随时间变化的规律，

4、假设线圈从图象：用以描画交变电流随时间变化的规律，假设线圈从中性面位置开场计时，其图象为中性面位置开场计时，其图象为_曲线曲线垂直垂直最大最大零零零零正弦正弦 1.(单项选择单项选择)关于线圈在匀强磁场中转动产生的交关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的选项是变电流，以下说法中正确的选项是()A线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改动一线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改动一次，感应电动势的方向不变次，感应电动势的方向不变B线圈每转动一周，感应电流的方向改动一次线圈每转动一周，感应电流的方向改动一次C线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的线圈平面每经过

5、中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都改动一次方向都改动一次D线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改动线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改动一次一次C二、描画交变电流的物理量二、描画交变电流的物理量1交变电流的周期和频率的关系：交变电流的周期和频率的关系：T_.2峰值和有效值峰值和有效值(1)峰值：交变电流的峰值是它能到达的峰值：交变电流的峰值是它能到达的_(2)有效值：让交流与恒定电流分别经过大小有效值：让交流与恒定电流分别经过大小_的电的电阻，假设在交流的一个周期内它们产生的阻，假设在交流的一个周期内它们产生的_相等，那相等，那么这个恒定电流么这个恒定电流I、恒定电压、

6、恒定电压U就是这个交变电流的有效值就是这个交变电流的有效值最大值最大值一样一样热量热量(3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系I_，U_，E3平均值：平均值： _ .特别提示：通常所说交变电流、电压的数值，各种交流电特别提示：通常所说交变电流、电压的数值，各种交流电器设备所标的额定电压和额定电流的数值，普通交流电表丈器设备所标的额定电压和额定电流的数值，普通交流电表丈量的数值，都是指有效值量的数值，都是指有效值(除非有特殊阐明除非有特殊阐明) 2.(单项选择单项选择)小型交流发电机中，矩形金属线圈在小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产

7、生的感应电动势与时间呈正弦函数匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如下图此线圈与一个关系，如下图此线圈与一个R10 的电阻构成闭合电的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，以下说法正确的选项是路，不计电路的其他电阻，以下说法正确的选项是()C考点一考点一 交变电流的变化规律交变电流的变化规律考点二考点二 交流电有效值的求解交流电有效值的求解考点三考点三 交变电流的交变电流的“四值的比较四值的比较考点一交变电流的变化规律考点一交变电流的变化规律1正弦式交变电流的变化规律正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开场计时线圈在中性面位置开场计时) 函数函数图象图象磁通量磁通量

8、电动势电动势电压电压电流电流mcos tBScos teEmsin tnBSsin t (单项选择单项选择)如图甲所示，一矩形线圈如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强放置在匀强磁场中，并绕过磁场中，并绕过ab、cd 中点的轴中点的轴OO以角速度以角速度 逆时针匀逆时针匀 速速转动假设以线转动假设以线 圈平面与磁场夹角圈平面与磁场夹角45时时 (如图乙如图乙) 为计为计时起点，并规定当电流自时起点，并规定当电流自a流向流向b时电流方向为正那么以下时电流方向为正那么以下图所示的四幅图中正确的选项是图所示的四幅图中正确的选项是()D思绪点拨思绪点拨确定感应电流的变化图象，应从三个方面分确定感应电

9、流的变化图象，应从三个方面分析：析：(1)感应电流的方向，感应电流的方向，(2)感应电流的大小及变化趋势，感应电流的大小及变化趋势，(3)t0时的大小和方向时的大小和方向总结提升总结提升处理交变电流图象问题的三点留意处理交变电流图象问题的三点留意(1)只需当线圈从中性面位置开场计时，电流的瞬时值表达式只需当线圈从中性面位置开场计时，电流的瞬时值表达式才是正弦方式，其变化规律与线圈的外形及转动轴处于线圈才是正弦方式，其变化规律与线圈的外形及转动轴处于线圈平面内的位置无关平面内的位置无关(2)留意峰值公式留意峰值公式EmnBS中的中的S为有效面积为有效面积(3)在处理有关交变电流的图象问题时，应先

10、把交变电流的图在处理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象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解 1.(单项选择单项选择)矩形线圈矩形线圈abcd在如下图的磁场中以恒在如下图的磁场中以恒定的角速度定的角速度绕绕ab边转动，磁场方向垂直纸面向里，其中边转动，磁场方向垂直纸面向里，其中ab边左侧磁场的磁感应强度大小是右侧磁场的边左侧磁场的磁感应强度大小是右侧磁场的2倍在倍在t0时辰时辰线圈平面与纸面重合，且线圈平面与纸面重合，且cd边正在向纸外转动规定图示箭边正在向纸外转动规定图示箭头方向为电流正方向，那么线圈中电流随时间变化的关

11、系图头方向为电流正方向，那么线圈中电流随时间变化的关系图线应是线应是()A解析：绕垂直磁场的轴转动时，线圈可以产生的最大感应电解析：绕垂直磁场的轴转动时，线圈可以产生的最大感应电动势动势EmNBS，所以线圈在左侧磁场中产生的感应电动势，所以线圈在左侧磁场中产生的感应电动势最大值是右侧磁场中最大值的最大值是右侧磁场中最大值的2倍，再利用楞次定律分析感应倍，再利用楞次定律分析感应电流方向，可知选项电流方向，可知选项A正确正确考点二交流电有效值的求解考点二交流电有效值的求解1正弦式交流电有效值的求解正弦式交流电有效值的求解2非正弦式交流电有效值的求解非正弦式交流电有效值的求解交变电流的有效值是根据电

12、流的热效应交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流经过电阻生热电流经过电阻生热)进展定义的，所以进展有效值计算时，要紧扣电流经过电阻进展定义的，所以进展有效值计算时，要紧扣电流经过电阻生生 热热 ( 或热功或热功 率率 ) 进进 行计算注行计算注 意意“三三 同：即同：即“相相 同电同电阻，阻，“一样时间内产生一样时间内产生“一样热量计算时一样热量计算时“一样时一样时间要取周期的整数倍，普通取一个周期间要取周期的整数倍，普通取一个周期 (单项选择单项选择)(2021沈阳质检沈阳质检)如下图为一交流电压随时如下图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间变化的图象每个周

13、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交流电压的有效值为()C 2.(单项选择单项选择)(2021江西九所重点中学联考江西九所重点中学联考)如下图如下图的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为电阻为R、半径为、半径为L、圆心角为、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的的O轴以角速度轴以角速度匀速转动匀速转动(O轴位于磁场边境轴位于磁场边境)那么线框内那么线框内产生的感应电流的有效值为产生的感应电

14、流的有效值为()D考点三交变电流的考点三交变电流的“四值的比较四值的比较物理含义物理含义重要关系重要关系适用情况适用情况瞬时值瞬时值峰值峰值交变电流某一交变电流某一时辰的值时辰的值eEmsin t计算线圈某一时计算线圈某一时辰的受力情况辰的受力情况最大的瞬时值最大的瞬时值确定用电器的确定用电器的耐压值，电容耐压值，电容器的击穿电压器的击穿电压物理含义物理含义重要关系重要关系适用情况适用情况有效值有效值平均值平均值跟交变电流跟交变电流的热效应等的热效应等效的恒定电效的恒定电流值流值(1)计算与电流热效应相计算与电流热效应相关的量关的量(如功率、热量如功率、热量)(2)交流电表的丈量值交流电表的丈

15、量值(3)电器设备标注的额定电器设备标注的额定电压、额定电流电压、额定电流(4)保险丝的熔断电流保险丝的熔断电流交变电流图交变电流图象中图线与象中图线与时间轴所夹时间轴所夹面积与时间面积与时间的比值的比值计算经过电路计算经过电路截面的电荷量截面的电荷量D物理思想物理思想等效法求解交流电问题等效法求解交流电问题 (多项选择多项选择)(2021东北三校联考东北三校联考)如下图，空间中有范如下图，空间中有范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放 置置两彼此正对的一样金属圆环，两环相距两彼此正对的一样金属圆环，两环相距L，用导线将环，用导线将环 与外与外 电阻