南方新高考高考物理一轮总复习专题十第1讲交变电流的产生和描述课件新人教版

专题十交变(jiāobiàn)电流第一页，共41页。考点内容要求热点

1.交变电流、交变电流的图象Ⅰ高考对本章知识的考查主要体现在“三突出”，一般试题难度不大，且多以选择题的形式出现．

1.突出考查交变电流的产生过程；

2.突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；

3.突出考查变压器，对变压器原理理解的同时，还要掌握变压器的静态计算和动态分析，远距离输电也要重视.

2.正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值Ⅰ

3.理想变压器Ⅰ

4.远距离输电Ⅰ实验十一：传感器的简单使用—第二页，共41页。第1讲交变(jiāobiàn)电流的产生和描述第三页，共41页。一、交变电流 1．定义(dìngyì)：__________和__________都随时间周期性变化的电流(diànliú)，简称交变电流(diànliú)．大小(dàxiǎo)方向第四页，共41页。 2．图象：如图10-1-1(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流．其中按正弦(zhèngxián)规律变化的交变电流叫正弦(zhèngxián)式交变电流，如图(a)所示．图10-1-1第五页，共41页。二、正弦(zhèngxián)式交变电流正(余)弦规律(guīlǜ)磁场(cíchǎng)匀速

1．定义：按______________________变化的交变电流．

2．产生：闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于________方向的轴，从中性面开始__________转动，线圈中产生的电流．第六页，共41页。 (1)中性面：与磁场方向________的平面．线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量________，而磁通量的变化率为________，产生的感应电动势为________．线圈每经过(jīngguò)中性面一次，电流方向就改变________，线圈转动一周，两次经过(jīngguò)3．两个(liǎnɡɡè)重要位置垂直(chuízhí)最大零零中性面，所以电流方向改变______．一次两次

(2)与中性面垂直的位置：穿过线圈平面的磁通量为____，磁通量的变化率__________，产生的感应电动势_________.零最大最大第七页，共41页。物理量函数图象磁通量Φ＝BScosωt电动势e＝nBSωsinωt电压u＝Umsinωt电流i＝Imsinωt4．正弦(zhèngxián)交变电流的瞬时表达式(线圈在中性面位置开始计时)第八页，共41页。5.确定交变(jiāobiàn)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(fēnɡzhí)，根据已知图象或由公式Em＝nBSω求出相应(xiāngyīng)峰值．(2)明确线圈的计时位置，找出对应的函数关系式．①线圈从中性面开始转动，则i-t图象为正弦函数图象，函数式为i＝Imsinωt.②线圈从垂直中性面开始转动，则i-t图象为余弦函数图象，函数式为i＝Imcosωt.第九页，共41页。【基础(jīchǔ)检测】 1．(2015年江苏连云港摸底)如图10-1-2甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动．若从中性面开始计时，产生(chǎnshēng)的电动势随时间的变化规律如图乙所示．已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω.求：图10-1-2(1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式．(2)转动过程(guòchéng)中穿过线圈的最大磁通量．第十页，共41页。第十一页，共41页。数，通常用f表示，单位(dānwèi)是________． (3)周期和频率的关系：__________. (1)周期：交变(jiāobiàn)电流完成一次________变化所需的时间，通常用T表示，单位是________． (2)频率：交变(jiāobiàn)电流在__________内完成周期性变化的次三、表征交变(jiāobiàn)电流的物理量1．周期和频率周期性秒赫兹单位时间第十二页，共41页。2．峰值(fēnɡzhí)和有效值最大值电流(diànliú)的热效应相同(xiānɡtónɡ)

(1)峰值：指交变电流的电动势、电压或电流的_________．

(2)有效值：是根据________________来规定的．让交变电流和恒定电流分别通过________的电阻，使它们在________时间内产生的________相等，就把这一直流电的I、U值叫做这一交流电的电流、电压的有效值．相等热量

(3)正弦式交变电流的有效值和最大值之间的关系：E＝________，I＝________，U＝________.第十三页，共41页。【基础(jīchǔ)检测】 2．(多选，2014年广东惠州一调)家庭中用的取暖器，正常工作时所用电压是按照图10-1-3中正弦规律变化的交流电，取)暖器正常工作时的电流是3A．下列(xiàliè)表述正确的是( 图10-1-3第十四页，共41页。A．该交流电电压(diànyā)的有效值是220VB．该交流电的周期是0.01sC．该交流电电压的瞬时表达式为u＝311sin100t(V)D．取暖器正常工作时的功率(gōnglǜ)是660W答案：AD第十五页，共41页。》》》考点(kǎodiǎn)1正弦交变电流的产生及图象⊙重点归纳交流电的产生及图象问题的分析(fēnxī)方法分析(fēnxī)要点：一看、二变、三判．一看：看“轴”、看“点”、看“斜率”，并理解(lǐjiě)其物理意义．二变：掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通关系．三判：在此基础上进行正确的分析和判断．第十六页，共41页。【考点练透】 1．(多选，2013年山东卷)如图10-1-4甲所示是小型交流(jiāoliú)发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场(cíchǎng)，为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向(fāngxiàng)的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电)流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是(

图10-1-4第十七页，共41页。A．电流表的示数为10AB．线圈(xiànquān)转动的角速度为50πrad/sC．0.01s时线圈平面与磁场方向(fāngxiàng)平行D．0.02s时电阻R中电流的方向(fāngxiàng)自右向左答案：AC第十八页，共41页。 2．(多选，2014年广东深圳二模)一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生(chǎnshēng)的感应电动势e随时间t变)化的规律如图10-1-5所示，下列说法正确的有( 图10-1-5 A．t1时刻线圈(xiànquān)位于中性面 B．t2时刻通过线圈(xiànquān)的磁通量最大C．电动势的有效值为D．一个周期内交变电流(diànliú)的方向改变一次答案：AC第十九页，共41页。物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一 时刻的值从中性面开始计时e＝Emsinωti＝Imsinωt计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值Em＝nBSω讨论电容器的击穿电压》》》考点2正弦交变电流的四值问题⊙重点(zhòngdiǎn)归纳正弦式交变(jiāobiàn)电流四值的计算及应用第二十页，共41页。物理量物理含义重要关系适用情况及说明有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值

(1)计算与电流的热效应有关的量

(如电功、电功率、电热等) (2)电气设备“铭牌”上所标的一 般是指有效值

(3)保险丝的熔断电流为有效值

(4)交流电压表和电流表的读数为 有效值

(5)计算有效值时，时间一般取一个周期或取周期的整数倍平均值某段时间内感应电动势或电流的平均值计算通过电路截面的电荷量（续表）(只适用于正弦(zhèngxián)式交变电流)第二十一页，共41页。⊙典例剖析 例1：(多选，2014年天津卷)如图10-1-6甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈(xiànquān)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乙中曲线a、b所示，则()图10-1-6第二十二页，共41页。A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合B．曲线(qūxiàn)a、b对应的线圈转速之比为2∶3C．曲线(qūxiàn)a表示的交变电动势频率为25HzD．曲线(qūxiàn)b表示的交变电动势有效值为10V 思维点拨：由图乙可以看出，a、b均为正弦(zhèngxián)式交变电流，由二者的周期关系可求出二者的角速度关系，进而求两者峰值的关系，再确定b的有效值．第二十三页，共41页。 答案(dáàn)：AC第二十四页，共41页。【考点练透】 3．(多选，2015年河北联考调研)如图10-1-7所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，内阻为r，绕垂直磁感线的对称(duìchèn)轴OO′以角度速ω匀速转动，从图示位置转90°的过程中，下列说法(shuōfǎ)正确的是()图10-1-7第二十五页，共41页。第二十六页，共41页。 答案(dáàn)：BC第二十七页，共41页。 4．(多选，2015年河北沧州五校联考)如图10-1-8所示，一个单匝矩形导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动(zhuàndòng)，转动(zhuàndòng)周期为T0.线圈产生的电动势的最大值为Em，则()图10-1-8C．线圈(xiànquān)转动过程中磁通量变化率的最大值为EmD．经过2T0的时间，通过线圈(xiànquān)电流的方向改变2次答案：BC第二十八页，共41页。》》》方法(fāngfǎ)等效(děnɡxiào)替代法 1．等效法是在保证(bǎozhèng)某种效果相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法．第二十九页，共41页。2．运用等效法处理(chǔlǐ)问题的一般步骤为：(1)分析原事物(需研究求解(qiújiě)的物理问题)的本质特性和非本质特性(tèxìng)．(2)寻找适当的替代物，以保留原事物的本质特性，抛弃非本质特性．(3)研究替代物的特性及规律．(4)将替代物的规律迁移到原事物中去．(5)利用替代物遵循的规律、方法求解，得出结论．第三十页，共41页。 例2：(2013年海南卷)通过一阻值R＝100Ω的电阻的交变电流(diànliú)如图10-1-9所示，其周期为1s．电阻两端电压的有效值为()图10-1-9第三十一页，共41页。 审题突破：选定一个周期，在一个周期内用热效应相同(xiānɡtónɡ)来求解． 答案：B 题外拓展：高中物理中常用(chánɡyònɡ)等效替代的思想进行解题，如：(1)力的等效，合力与分力之间的等效；(2)运动的等效，合运动和分运动的等效；(3)模型的等效，如碰撞各类模型的等效．第三十二页，共41页。【触类旁通】 (2015年河北唐山模拟)一个U形金属线框在匀强磁场中绕OO′轴以相同(xiānɡtónɡ)的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻R供电，如图10-1-10甲、乙所示．其中甲图中OO′轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场，两磁场磁感应强度相同(xiānɡtónɡ)．则甲、乙两图中交流(jiāoliú)电流表的示数之比为()图10-1-10第三十三页，共41页。图D50答案(dáàn)：A第三十四页，共41页。》》》易错点四值问题(wèntí)的计算 例3：(2015年四川卷)小型(xiǎoxíng)手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图10-1-11所示．矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为)图10-1-11e0，不计线圈电阻(diànzǔ)，则发电机输出电压(第三十五页，共41页。答案(dáàn)：D第三十六页，共41页。【触类旁通(chùlèipángtōng)】 (2015年北京海淀区联考)如图10-1-12甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位