物理一轮复习课件10.1交变电流1

1、1.交变电流的知识在高考题中常以选择题的形式出现。 2.命题可能较大的知识点有交变电流的规律，有效值的定义和应用，变压器的电压比和电流比及输入功率和输出功率的求解，和交变电流的图象有关的题目可能性最大。 3.交变电流与电学其他知识、力学知识相联系的考查，特别应注意带电粒子在交变电场中的运动问题。 4.发电和电能的输送是与实际相结合的内容，成为综合问题考查的可能。 5.传感器是新课标新添内容，考题很可能与力学、电磁学等知识综合，多以选择、电路连接为主，也会结合实验题进行考查。,第十章 交变电流 传感器,1.本章内容实际上是电磁感应现象研究的继续，是楞次定律及法拉第电磁感应定律的具体应用。其知识特

2、点是需要了解识记的基本概念较多，但重点内容突出，主要围绕交变电流的产生、变化规律及表征交变电流的物理量这一中心展开，在此基础上研究了变压器的工作原理和远距离输电。另外，简单介绍了电感、电容对交变电流的影响。 2.本章知识的另一个特点是与科学、技术、社会联系密切，输电工程又是属于知识密集型工程，在学习的过程中，要注意理论联系实际，要善于知识的迁移、综合和应用。,名师支招： (1)线圈经过中性面时电流方向改变，在一个周期内，电流方向改变两次。 (2)感应电动势的最大值Em=nBS，Em仅由n、B、S、四个物理量决定，与转轴的具体位置和线圈形状无关。,要点一 中性面与峰值面的比较,学案1 交 变 电

3、 流,要点二 描述交变电流“四值”的比较,名师支招： 在进行交变电流相关的计算时，一定要注意题中具体应用的是什么物理量，根据上述的适用情况恰当的选择“四值”。,1.交变电流的有效值是根据电流的热效应进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热进行计算。注意“三同”；“相同电阻”上、“相同时间”内、产生“相同热量”。计算时“相同时间”一般取一个周期的时间。 2.在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值。在没有具体说明的情况下，所给出的交流电的电压、电流及电功率指的都是有效值。 3.非正弦交变电流的有效值，应按有效值的定义计算。,要点三 对交变电流有效值

4、的理解,4.几种典型交变电流的有效值,例如,上表中非对称性交变电流有效值的计算要根据“三同”列方程(在一个周期内) ,所以 。,名师支招： (1)计算有效值时要注意根据电流的热效应，把握住“三同”；“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解。 (2)利用两类公式Q=I2Rt和 可分别求得电流有效值和电压有效值。 (3)若图象部分是正弦(或余弦)交流电，其中的 和 周期部分可直接应用 的关系。,【例1】如图10-1-3所示，边长为l的正方形线框 abcd的匝数为n，ad边的中点和bc边的中点的 连线OO恰好位于匀强磁场的边界上，磁 感应强度为B，线圈与外电阻R构成闭合电 路，整个线圈的

5、电阻为r。现在让线框以 OO连线为轴，以角速度匀速转动，从 图示时刻开始计时，求： (1)闭合电路中电流瞬时值的表达式； (2)当 时，电阻R两端的电压值。,热点一 交变电流的产生,图10-1-3,【答案】,【解析】(1)沿OO方向看去，磁场分布的侧视图如图10-1-4所示。 由图可知，线圈转动时只有一条边切割磁感线，产生感应电动势，在t 时刻线圈的电动势为 e=nBlv=nBlvsint 其中 解得 e= nBl2sint 据闭合电路欧姆定律可知，闭合电路中的电流为 (2)由电流瞬时值表达式知， 时，流过电阻的电流为 由部分电路欧姆定律知， 时，电阻两端电压为 。,图10-1-4,【名师支招

6、】(1)只有具体推导，才能得出正确的瞬时值表达式，解析本题时，若不具体推导，只凭记忆Em=nBS，写出瞬时值表达式，就刚好掉入出题者设计的陷阱。 (2)闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律对交变电流也是适用的。 (3)写瞬时值表达式时，必须注意在t=0时刻，感应电动势(或电流)的值是否为零，只有从线圈垂直于匀强磁场(位于中性面)时刻开始计时时，交变电流的瞬时值表达式才是正弦函数式。,1,如图10-1-5(a)所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角=45时(如图10-1-5(b)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方

7、向为正。则下列四幅图中正确的是 ( ),图10-1-5,D,【例2】如图10-1-6所示是一交流电压随时间变化 的图象，此交流电压的有效值等于_。,热点二 交变电流有效值的计算,【解析】如图10-1-6所示给出的是一方波交 流电，周期为0.3，前 时间内1 100V，后 时间内2-50。设 该交流电压的有效值为，根据有效值的定 义，有 代入已知数据，解得 ,图10-1-6,【名师支招】公式 和 只适用于正弦式交变电流，对于非正弦式交变电流的有效值，据有效值的定义求解。,2,【答案】,多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇，过去是用变压器来实现的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮

8、度或电风扇的转速。现在的调光灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现的，如图10-1-7所示为经过一个可控硅调节后加在电灯上的电压。即在正弦交变电流的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压。那么现在电灯上的电压为多少？,图10-1-7,【例3】如图10-1-8所示，匀强磁强B=0.1 T，所用矩形线圈的匝数 N=100，边长ab=0.2 m，bc=0.5 m，以角速度=100 rad/s绕 OO轴匀速转动。当线圈平面通过中性面时开始计时，试求： (1)线圈产生的感应电动势的峰值； (2)线圈中感应电动势的瞬时值表达式; (3)由t=0

9、至t=T/4过程中的平均电动势值。,热点三 交变电流的峰值、瞬时值、平均值的计算,图10-1-8,【解析】(1)因线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，所以Em=NBS。 又S=abbc 所以Em=NBabbc=1000.10.20.5100 V=314 V。 (2)由于线圈平面通过中性面开始计时，所以交流电瞬时值表达式 e=Emsint=314sin100t V。 (3)由 计算t=0至t=T/4过程中的平均电动势 即E= NBS。 代入数值得E=200 V。,【答案】(1)314 V (2)e=314sin100t V (3)200 V,【名师支招】(1)感应电动势的最大值Em=NBS，求解时不要忘记线圈的匝数N。 (2)求线圈转动过程中某段时间内的平均电动势时，应用 求解，但应注意的正负及与t的对应关系。,3,小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生