全国通用版2019版高考物理大一轮复习第十一章交变电流传感器第30讲交变电流的产生及其变化规律ppt课件

1、交变电流传感器第十一章第十一章第第30讲交变电流的产生及其变化规律讲交变电流的产生及其变化规律考纲要求考纲要求考情分析考情分析命题趋势命题趋势1.正弦交变电流的产生和变化规律正弦交变电流的产生和变化规律2交变电流四值的比较和应用交变电流四值的比较和应用3非正弦交变电流有效值的计算非正弦交变电流有效值的计算2016全国卷全国卷，21本部分内容常以选择题形式本部分内容常以选择题形式考查交变电流的产生及其变考查交变电流的产生及其变化规律，以及交流电有效值化规律，以及交流电有效值的计算，难度不大的计算，难度不大板板 块块 一一板板 块块 二二板板 块块 三三栏目导航板板 块块 四四1交变电流及其产生和

2、图象交变电流及其产生和图象(1)交变电流交变电流定义：定义：_和和_都随时间做周期性变化的电流都随时间做周期性变化的电流图象：如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流其中按正弦规律变化的交图象：如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流其中按正弦规律变化的交变电流叫变电流叫_交变电流，如图甲所示交变电流，如图甲所示大小大小方向方向正弦式正弦式(2)正弦交变电流的产生和图象正弦交变电流的产生和图象产生：在匀强磁场里，线圈绕产生：在匀强磁场里，线圈绕_方向的轴匀速转动方向的轴匀速转动图象：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

3、开场计时，其图象为正弦曲线如图甲、乙所示时，其图象为正弦曲线如图甲、乙所示垂直于磁场垂直于磁场一次周期性一次周期性次数次数(2)正弦式交变电流的函数表达式正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开场计时线圈在中性面位置开场计时)电动势电动势e随时间变化的规律：随时间变化的规律：e_.其中其中等于线圈转动的等于线圈转动的_，Em_负载两端的电压负载两端的电压u随时间变化的规律：随时间变化的规律：u_电流电流i随时间变化的规律：随时间变化的规律：i_Emsin t 角速度角速度nBS Umsin t Imsin t 1判别正误判别正误(1)将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁感线的轴

4、匀速转动，线将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中产生的一定是正弦交变电流圈中产生的一定是正弦交变电流()(2)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，经过中性面时，线圈中的感应电动势最矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，经过中性面时，线圈中的感应电动势最大大()(4)交流电表的丈量值是交变电流的有效值交流电表的丈量值是交变电流的有效值()(5)我国运用的交变电流周期是我国运用的交变电流周期是0.02 s，电流方向每秒改动，电流方向每秒改动100次次()(6)电路中保险丝的熔断电流是指电流的最大值电路中保险丝的熔断电流是指电流的最大值()(7)电容器的耐压值是指交变电流的最大电

5、压电容器的耐压值是指交变电流的最大电压()2(多项选择多项选择)如下图为交流发电机表示图，线圈的如下图为交流发电机表示图，线圈的AB边连在边连在金属滑环金属滑环K上，上，CD边连在滑环边连在滑环L上，导体做的两个电刷上，导体做的两个电刷E、F分别分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以经过滑环和电刷坚持与外电压在两个滑环上，线圈在转动时可以经过滑环和电刷坚持与外电路的衔接关于其任务原理，以下分析正确的选项是路的衔接关于其任务原理，以下分析正确的选项是( )A在线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大在线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大B在线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流

6、最大在线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大C在线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小在线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小D在线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小在线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小AC3小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系是正弦函数将发电机与一个标有势与时间的关系是正弦函数将发电机与一个标有“6 V6 W的小灯泡衔接构成的小灯泡衔接构成闭合回路，不计电路的其他电阻当线圈的转速为闭合回路，不计电路的其

7、他电阻当线圈的转速为n5 r/s时，小灯泡恰好正常发时，小灯泡恰好正常发光，那么电路中电流的瞬时表达式为光，那么电路中电流的瞬时表达式为()Aisin 5t ABisin 10t ACi1.41sin 5t A Di1.41sin 10t AD1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)一正弦交变电流的产生及其变化规律一正弦交变电流的产生及其变化规律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只需当

8、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殊解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殊解 例例1如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的

9、固定轴OO匀速转动，线圈的两端经集匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与流环和电刷与R10 的电阻衔接，与电阻的电阻衔接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示并联的交流电压表为理想电压表，示数是数是10 V图乙是矩形线圈中磁通量图乙是矩形线圈中磁通量随时间随时间t变化的图象那么变化的图象那么()CA电阻电阻R上的电功率为上的电功率为20 WBt0.02 s时时R两端的电压瞬时值为零两端的电压瞬时值为零CR两端的电压两端的电压u随时间随时间t变化的规律是变化的规律是u14.1cos 100t VD经过经过R的电流的电流i随时间随时间t变化的规律是变化的规律是i14.1cos 50t A1交变电

10、流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较二交变电流二交变电流“四值的了解及运用四值的了解及运用2. 对交变电流有效值的了解对交变电流有效值的了解(1)交变电流的有效值是根据电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热以进展有效值计算时，要紧扣电流经过电阻生热(或热功率或热功率)进展计算进展计算(2)留意留意“三同：三同：“一样电阻，一样电阻，“一样时间内产生一样时间内产生“一样热量一样热量(3)计算时计算时“一样时间普通取一个周期一样时间普通取一

11、个周期1(多项选择多项选择)如图中各图面积均为如图中各图面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势匀速转动，能产生正弦交变电动势eBSsint的图是的图是()AC2一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知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知发电机线圈内阻为发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示那么的灯泡，如图乙所示那么()A电压表电压表V的示数为的示数为220 VB电路中的电流方向每秒钟改动电路中的电流方向

12、每秒钟改动50次次C灯泡实践耗费的功率为灯泡实践耗费的功率为484 WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 JD3(多项选择多项选择)一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化如下图，那么内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化如下图，那么下面说法正确的选项是下面说法正确的选项是()BCD At1和和t2时辰经过线圈的磁通量为零时辰经过线圈的磁通量为零Bt1和和t3时辰经过线圈的磁通量变化率为零时辰经过线圈的磁通量变化率为零C图示中是从线圈平面与磁场方向平行时

13、开场计时的图示中是从线圈平面与磁场方向平行时开场计时的D每当感应电动势每当感应电动势e变换方向时，经过线圈的磁通量的绝对值最大变换方向时，经过线圈的磁通量的绝对值最大解析由图象可知，当解析由图象可知，当t0时，感应电动势有最大值，阐明穿过线圈的磁通量时，感应电动势有最大值，阐明穿过线圈的磁通量变化率最大，即是从线圈平面与磁场方向平行时开场计时，选项变化率最大，即是从线圈平面与磁场方向平行时开场计时，选项C正确；正确；t1和和t3时时辰感应电动势为零，即线圈平面与磁场方向垂直辰感应电动势为零，即线圈平面与磁场方向垂直(位于中性面位于中性面)，穿过线圈的磁通量，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率

14、为零，选项最大，磁通量的变化率为零，选项B正确，选项正确，选项A错误；当线圈经过中性面时，是错误；当线圈经过中性面时，是感应电动势改动方向的时辰，选项感应电动势改动方向的时辰，选项D正确正确AC 例例1(6分分)(多项选择多项选择)在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示知矩形线圈的匝数匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示知矩形线圈的匝数N100，以角速度，以角速度100 rad/s绕绕OO轴匀速转动，那么轴匀速转动，那么()At0.005 s时线圈中磁通量的变化率为

15、零时线圈中磁通量的变化率为零Bt0.01 s时线圈平面与中性面重合时线圈平面与中性面重合C穿过线圈的最大磁通量为穿过线圈的最大磁通量为0.01 WbD经经t1 s时间，交变电流方向改动时间，交变电流方向改动100次次答题送检答题送检来自阅卷名师报告来自阅卷名师报告规范答题规范答题解析解析t0.005 s时感应电动势最大，线圈的磁通量变化率也最大，选项时感应电动势最大，线圈的磁通量变化率也最大，选项A错误；错误；t0.01 s时感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，线框平面与中性面时感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，线框平面与中性面重合，选项重合，选项B正确；感应电动势的最大值为正确；感应电动势的最大值为314 V，由，由EmNm可得可得m0.01 Wb，选项，选项C正确；在每个周期正确；在每个周期T0.02 s时间内，交变电流方向改动两次，时间内，交变电流方向改动两次，即在即在1 s时间内可改动时间内可改动100次，应选项次，应选项D正确正确答案答案BCD1(2021安徽合肥模拟安徽合肥模拟)(多项选择多项选择)在匀在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀