高考物理复习-第10章第一节交变电流的产生和描述课件-沪科版

课堂互动讲练经典题型探究知能优化演练基础知识梳理第一节交变电流的产生和描述第一页第二页，共28页。基础知识梳理一、交变电流的产生和变化规律图10－1－11．交变电流：_______和方向都随时间做__________变化的电流．大小周期性第二页第三页，共28页。2．正弦式交变电流(1)定义：按___________变化的交变电流．(2)产生：如图10－1－1所示，将闭合线圈置于______磁场中，并绕垂________________方向的轴做匀速转动．3．变化规律(线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势e随时间变化的规律：e＝__________.(2)电压u随时间变化的规律：u＝____________.(3)电流i随时间变化的规律：i＝_____________.其中ω等于线圈转动的___________，Em＝__________＝___________.nBSωnBl1l2ω角速度ImsinωtUmsinωtEmsinωt直于磁感线匀强正弦规律第三页第四页，共28页。思考感悟中性面有什么特点？提示：与磁场方向垂直，磁通量最大；磁通量的变化率为零，电动势为零；线圈每通过一次中性面，电流改变一次方向．第四页第五页，共28页。二、表征交变电流的物理量1．瞬时值：交变电流某一时刻的值．2．最大值：Em＝________，出现在线圈平面和磁感线平行时．瞬时值和最大值关系：－Em≤e(t)≤Em.3．有效值：它是根据电流的热效应来规定的，即让交变电流和直流电通过相同的电阻，如果在相同时间内产生的______相等，就把这一直流的数值叫做该交变电流的有效值．正弦交变电流的有效值和最大值的关系为：热量NBSω第五页第六页，共28页。通常所说交变电流、电压的数值，各种交变电流设备所标的额定电压和额定电流的数值，一般交变电流表测量的数值，都是指有效值(除非有特殊说明)．4．交变电流的周期和频率(1)周期T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间．

(2)频率f：交变电流在1s内完成周期性变化的次数．第六页第七页，共28页。课堂互动讲练一、正弦式电流的变化规律1．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)函数图像

磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Em·sinωt

＝NBSω·sinωt电压u＝Um·sinωt＝sinωt

电流i＝Im·sinωt＝·sinωt规律物理量第七页第八页，共28页。2．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，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，线圈转动一周，两次经过中性面，所以电流的方向改变两次．第八页第九页，共28页。3．交变电流瞬时值表达式的书写基本思路(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像或由公式Em＝NBSω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．如：①线圈从中性面开始转动，则i－t图像为正弦函数图像，函数式为i＝Imsinωt.②线圈从垂直中性面开始转动，则i－t图像为余弦函数图像，函数式为i＝Imcosωt.第九页第十页，共28页。【名师点睛】

(1)电流大小变化但是方向不变的仍然是直流电．(2)函数表达式e＝Emsinωt，只有从中性面开始计时才能成立，如果开始位置和中性面的夹角为θ，则瞬时值表达式为e＝Emsin(ωt＋θ)．第十页第十一页，共28页。即时应用(即时突破，小试牛刀)1.某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流．现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图像是(

)图10－1－2第十一页第十二页，共28页。第十二页第十三页，共28页。二、交变电流“四值”的理解与应用第十三页第十四页，共28页。第十四页第十五页，共28页。第十五页第十六页，共28页。即时应用

(即时突破，小试牛刀)

图10－1－32.矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图10－1－3所示，下列说法中正确的是(

)第十六页第十七页，共28页。第十七页第十八页，共28页。解析：选BC.由线框输出的交流电压随时间变化图像可知，交流电压的最大值为36V，频率为0.25Hz，B正确；有效值则为36V，A错误；2s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，C正确；1s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最快，D错误．第十八页第十九页，共28页。经典题型探究题型一交变电流与电路的综合分析例1图10－1－4第十九页第二十页，共28页。【思路点拨】由磁场情况和线圈转动情况可确定瞬时值表达式，电压表和电流表的示数为电路中电压和电流的有效值，而电荷量的计算则需用该时间内的平均值．第二十页第二十一页，共28页。第二十一页第二十二页，共28页。第二十二页第二十三页，共28页。【反思领悟】

(1)中性面是交变电流产生过程中的重要位置，从中性面开始计时和从其他位置开始计时计算交变电流的表达式不同．(2)交流电路中，欧姆定律、焦耳定律同样适用．第二十三页第二十四页，共28页。题型二交变电流的有效值例2一交变电流随时间的变化图线如图10－1－5所示，其中正方向的部分为正弦曲线的一部分，则此交变电流的有效值为多少安？图10－1－5第二十四