《创新设计》2014届高考物理一轮复习课件101交变电流的产生和描述(56张ppt_含详解)

1、考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练第第1讲交变电流的产生和描述讲交变电流的产生和描述考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练交变电流、交变电流的图象交变电流、交变电流的图象( (考纲要求考纲要求) )考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【思维驱动】【思维驱动】关关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电

2、，以下说法中正确的是是 ()A线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变感应电动势方向不变B线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次C线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零D线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大最大答案答案CD考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【知识存盘【

3、知识存盘】1交变电流交变电流 (1)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 (2)图象图象：如图：如图(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流其中所示都属于交变电流其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电，如图按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电，如图(a)所示所示大小大小方向方向考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练2正弦交流电的产生和图象正弦交流电的产生和图象 (1)中性面中性面 中性面：与磁场方向垂直的平面中性面：与磁场方向垂直的平面 中性面与峰值面的比较中性面与峰值

4、面的比较中性面中性面峰值面峰值面含义含义线圈平面与磁场方向线圈平面与磁场方向垂直垂直线圈平面与磁场方向线圈平面与磁场方向平行平行磁通量磁通量最大最大(BS)零零磁通量的变化率磁通量的变化率0最大最大感应电动势感应电动势0最大最大(nBS)电流方向电流方向发生改变发生改变方向不变方向不变考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练(2)产生产生：在匀强磁场里，线圈绕：在匀强磁场里，线圈绕 方向的轴匀速转方向的轴匀速转动动(3)图象图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线

5、圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线如图面位置开始计时，其图象为正弦曲线如图(e)、(f)所示所示垂直于磁场垂直于磁场考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练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 ( (考纲要求考纲要求) )考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练一次周期性一

6、次周期性次数次数考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练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始计线圈在中性面位置开始计时时)(1)电动势电动势e随时间变化的规律：随时间变化的规律：e .(2)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 .(3)电流电流i随时间变化的规律：随时间变化的规律：i .其其中中等于线等于线圈转动的圈转动的 ，Em .Emsin tUmsin tImsin t角速度角速度nBS考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考

7、全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，所交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或或热功率热功率)进行计算进行计算考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考点一正弦交变电流的产生及变化规律考点一正弦交变电流的产生及变化规律考纲自主研读考纲

8、自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【典例【典例1】 (2012安徽卷，安徽卷，23)图图1011甲所示是交流发电机模型示甲所示是交流发电机模型示意图在磁感应强度为意图在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动，由线圈引出的转动，由线圈引出的导线导线ae和和df分别与两个跟线圈一起绕分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷

9、保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电形成闭合电路图乙是线圈的主视图，导线路图乙是线圈的主视图，导线ab和和cd分别用它们的横截面分别用它们的横截面来表示已知来表示已知ab长度为长度为L1，bc长度为长度为L2，线圈以恒定角速度，线圈以恒定角速度逆时针转动逆时针转动(只考虑单匝线圈只考虑单匝线圈)考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈时刻整个线圈

10、中的感应电动势中的感应电动势e1的表达式；的表达式；(2)线圈平面处于与中性面成线圈平面处于与中性面成0夹角位置时开始计时，如图丙所示，夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出试写出t时刻整个线圈中的感应电动势时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；的表达式；(3)若线圈电阻为若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳上产生的焦耳热热(其它电阻均不计其它电阻均不计)图图10-1-1考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程

11、解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【变式跟踪【变式跟踪1】 如图如图10-1-2所示，单匝矩形线圈所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，以恒定的匀强磁场中，以恒定的角速度的角速度绕绕ab边转动，磁场方向垂直于纸边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为面向里，线圈所围面积为S，线圈导线的总电，线圈导线的总电阻为阻为R.t0时刻线圈平面与纸面重合，且时刻线圈平面与纸面重合，且cd边边正在向纸面外转动则正在向纸面外转动则()图

12、图10-1-2考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练借题发挥借题发挥1对中性面的理解对中性面的理解 (1)中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的一个参考面中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的一个参考面 (2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，而线圈平面位于中性面

13、时，穿过线圈平面的磁通量最大，而磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零 (3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为零，线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大 (4)线圈每经过中性面一次，电流方向就改变一次，线圈转动线圈每经过中性面一次，电流方向就改变一次，线圈转动一周，两次经过中性面，所以电流的方向改变两次一周，两次经过中性面，所以电流的方向改变两次考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页

14、限时训练活页限时训练2对交变电流的对交变电流的“四值四值”的比较和理解的比较和理解物物理理量量物理意义物理意义适用情况及说明适用情况及说明瞬瞬时时值值eEmsin tuUmsin tiImsin t计算线圈某时刻的受力情况计算线圈某时刻的受力情况考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练峰峰值值(最最大大值值)EmnBSImEm/(Rr)讨论电容器的击穿电压讨论电容器的击穿电压考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研

15、读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练续表续表考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考点二交变电流的图象考点二交变电流的图象【典例【典例2】 (2011天津卷，天津卷，4)在匀强磁场中，一矩形金属框绕与在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图磁感线垂直的转轴匀速转动，如图10-1-3甲所示，产生的交甲所示，产生的交变

16、电动势的图象如图乙所示，则变电动势的图象如图乙所示，则 ()图图10-1-3考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练At0.005 s时线框的磁通量变化率为零时线框的磁通量变化率为零Bt0.01 s时线框平面与中性面重合时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为线框产生的交变电动势有效值为311 VD线框产生的交变电动势频率为线框产生的交变电动势频率为100 Hz解析解析由图象知，该交变电流电动势峰值为由图象知，该交变电流电动势峰值为311 V，交变电，交变电动势频率为动势频率为f50 Hz，C、D错；错

17、；t0.005时，时，e311 V，磁，磁通量变化最快，通量变化最快，t0.01 s时，时，e0，磁通量最大，线圈处于，磁通量最大，线圈处于中性面位置，中性面位置，A错，错，B对对答案答案B考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【变式跟踪【变式跟踪2】 矩形线框在匀强磁场内矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图象如图电压随时间变化的图象如图10-1-4所所示，下列说法中正确的是示，下列说法中正确的是() A交流电压的有效值为交流电压的有效值为36 V B

18、交流电压的最大值为交流电压的最大值为36 V，频率为，频率为0.25 Hz C2 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大 D1 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快快图图10-1-4考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练解析解析由线框输出的交流电压随时间变化图象可知，交流电由线框输出的交流电压随时间变化图象可知，交流电压的最大值为压的最大值为36 V，频率为，频率为0.25 Hz，B正确；有效值则为正确；有效值

19、则为36 V，A错误；错误；2 s末，线框产生的感应电动势为零，所以此时末，线框产生的感应电动势为零，所以此时线框平面垂直于磁场，线框平面垂直于磁场，C正确；正确；1 s末，线框产生的感应电动末，线框产生的感应电动势最大，此时线框平面平行于磁场，通过线框的磁通量变化势最大，此时线框平面平行于磁场，通过线框的磁通量变化最快，最快，D错误错误答案答案BC考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练借题发挥借题发挥1正弦交变电流的正弦交变电流的e、u、i图象图象(如图如图10-1-5所示所示) 线圈在中性面位置时开始计时线圈

20、在中性面位置时开始计时考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练图图10-1-5考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练2由交变电流的图象可得出：由交变电流的图象可得出： (1)交交变电流的周期和频率；变电流的周期和频率； (2)交变电流的最大值；交变电流的最大值； (3)某一时刻对应的瞬时值某一时刻对应的瞬时值考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练命题热点

21、命题热点15交变电流的产生及变化规律交变电流的产生及变化规律命题专家评述命题专家评述考情分析考情分析： 2012年，在全国各地高考试卷中本讲内容共考年，在全国各地高考试卷中本讲内容共考5处，考查处，考查多以识记、理解和数学知识运用为主多以识记、理解和数学知识运用为主考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练高考题型：多数为选择题，个别省份为计算题高考题型：多数为选择题，个别省份为计算题命题趋势命题趋势 2014年年对本部分内容的考查仍将通过交变电流的图象、对本部分内容的考查仍将通过交变电流的图象、函数表达式考查交变电

22、流的四值，选择题为主函数表达式考查交变电流的四值，选择题为主考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练应对策略应对策略解答交流电问题应注意交流电的解答交流电问题应注意交流电的“四值四值” 在在解答交流电问题时，除要注意电路结构外，还要：解答交流电问题时，除要注意电路结构外，还要： (1)掌握交变电流的瞬时值表达式，理解交变电流图象的物理掌握交变电流的瞬时值表达式，理解交变电流图象的物理意义意义 (2)区分交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值区分交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值. 考纲自主研读考纲自主研读考

23、点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练高考佐证高考佐证 (2012广东卷，广东卷，19)某某小型发电机产生的交变电动势为小型发电机产生的交变电动势为e50 sin 100t(V)对此电动势，下列表述正确的有对此电动势，下列表述正确的有() 考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【预测【预测1】 如图如图10-1-6所示是矩形线框所示是矩形线

24、框 在匀强磁场内匀速转动过程中产在匀强磁场内匀速转动过程中产 生的电压随时间变化的图象，则下生的电压随时间变化的图象，则下 列说法中正确的是列说法中正确的是()A交流电压的有效值为交流电压的有效值为110 VB交流电的频率为交流电的频率为0.25 HzC0.01 s末线框平面平行于磁场，通过线框的磁通量变化最末线框平面平行于磁场，通过线框的磁通量变化最快快D0.02 s时通过线框的磁通量为零时通过线框的磁通量为零图图10-1-6考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究

25、高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练【预测【预测2】 如图如图10-1-7甲所示，将阻值为甲所示，将阻值为R5 的电阻接到内阻的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小对此，下列说示，电流表串联在电路中测量电流的大小对此，下列说法正确的是法正确的是 ()图图10-1-7考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全

26、程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练一、交变电流的产生及一、交变电流的产生及“四值四值”的应用的应用1如如图图10-1-8所示为一小型交流发电机模型的矩形线圈在匀强磁所示为一小型交流发电机模型的矩形线圈在匀强磁场中绕中心轴以较小的角速度转动，并通过两滑环与电刷和电场中绕中心轴以较小的角速度转动，并通过两滑环与电刷和电流表相连，在实验中可看到

27、流表相连，在实验中可看到() A线圈转动一周，电流表指针将左右摆动线圈转动一周，电流表指针将左右摆动 B线圈平面转到与磁感线相垂直时，电流表的指针偏转最大线圈平面转到与磁感线相垂直时，电流表的指针偏转最大 C线圈平面转到与磁感线平行时，电流表的指针偏转最大线圈平面转到与磁感线平行时，电流表的指针偏转最大 D线圈转动时，电流表的指针只向一个方向偏转，不会左右线圈转动时，电流表的指针只向一个方向偏转，不会左右 摆动摆动考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练解析解析线圈在匀强磁场中以较小的角速度转动，可以认为电流线圈在

28、匀强磁场中以较小的角速度转动，可以认为电流表的示数反映了感应电流大小、方向的变化线圈平面转到了表的示数反映了感应电流大小、方向的变化线圈平面转到了与磁感线平行时，通过线圈平面的磁通量为零，但此时的感应与磁感线平行时，通过线圈平面的磁通量为零，但此时的感应电动势最大，电流表的指针偏转最大线圈转动一周，电流方电动势最大，电流表的指针偏转最大线圈转动一周，电流方向变化两次，故电流表指针将左右摆动向变化两次，故电流表指针将左右摆动答案答案AC图图10-1-8考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练2如图如图10-1-9所示

29、为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩所示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形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴定轴OO以角速度以角速度匀速转动，线圈的面积为匀速转动，线圈的面积为S、匝数为、匝数为n、线、线圈总电阻为圈总电阻为r，线圈的两端经集流环和电刷与电阻，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R连接，与电连接，与电阻阻R并联的交流电压表为理想电表在并联的交流电压表为理想电表在t0时刻，线圈平面与时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是磁场方向平行，则下列说法正确的是()10-1-9考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随堂基础演练活页限时训练活页限时训练考纲自主研读考纲自主研读考点互动探究考点互动探究高考全程解密高考全程解密随堂基础演练随