2013届高考物理一轮 专题29 交变电流的产生和描述学案 新课标

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1、2013届高三新课标物理一轮原创精品学案专题29交变电流的产生和描述课时安排：2课时教学目标：1．知道交变电流产生的原理，正弦式电流的图象和三角函数表达2．理解最大值与有效值，周期与频率3．知道电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗本讲重点：交变电流的描述、有效值本讲难点：交流电路的分析与计算考点点拨：1．交变电流的瞬时值2．交变电流的最大值3．交变电流的平均值4．交变电流的有效值第一课时2．表征交变电流的物理量（1）交变电流的最大值（也叫峰值），Em=。（2）交变电流的有效值是根据电流的规定的，使交变电流和直流电通过同一电阻，若在相等时间内产生的热量相等，我们就把这

2、一直流电的数值叫做这一交变电流的有效值。交流用电设备上所标的额定电压和额定电流指的就是有效值，交流电压表和交流电流表的示数是有效值，在无特别说明时，交流电的数值都是指有效值。（3）交变电流的有效值I、U、E与最大值Im、Um、Em之间的关系为。（4）周期：交变电流完成一次，叫周期。表示符号是，单位是。（5）频率：，叫频率。表示符号是_____，单位是________。周期与频率的关系式为__________。（二）重难点阐释1．正弦交流电的产生当闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，闭合线圈中就有交流电产生．如图所示．设矩形线圈abcd以角速度ω绕oo'轴

3、、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动．此时，线圈都不切割磁感线，线圈中感应电动势等于零．经过时间t线圈转过ωt角，这时ab边的线速度v方向跟磁感线方向夹角等于ωt，设ab边的长度为l，bd边的长度为′ll'，线圈中感应电动势为e=2Blωsinωt2Tπ当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，线圈转过时间，ωt=，ab边和cd边都垂直42切割磁感线，sinωt=1，线圈中感应电动势最大，用Em来表示，Em=BSω．则e=Emsinωt。eE根据闭合电路欧姆定律：i==msinωt，令RREImmsinωtm=，则i=ImsinωtR路端电压u=iR=ImRsinω

4、t，令Um=ImR，则u=Umsinωt如果线圈从如图所示位置开始转动，电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律变化e=Emcosωt，i=Imcosωt，u=Umcosωt3．正弦交流电的图象当线圈从中性面开始转动，在一个周期中：在t=0～T/4内，线圈中感应电动势从0达到最大值Em．在t=T/4～T/2内，线圈中感应电动势从最大值Em减小到0．在t=T/2～3T/4内，线圈中感应电动势从0增加到负的最大值-Em．在t=3T/4～T内，线圈中感应电动势的值从负的最大值-Em减小到0．[来源:www.shulihua.netwww.shulihua.net]电路中的

5、感应电流、路端电压与感应电动势的变化规律相同，如图所示．二、高考要点精析（一）交变电流的瞬时值☆考点点拨它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流电瞬时值表达式为：e=Et，msinωi=Imsinωt。注意必须从中性面开始计时。生活中用的市电电压为220V，其最大值为2202V=311V（有时写为310V），频率为50HZ，所以其电压瞬时值的表达式为u=311sin314tV。【例1】有一正弦交流电源，电压有效值U=120V，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=602V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能感到这种

6、忽明忽暗的现象？（二）交变电流的最大值☆考点点拨也叫峰值，它是瞬时值的最大者，它反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，Em=NBSω（转轴垂直于磁感线）。电容器接在交流电路中，则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值。【例2】把一电容器C接在220V的交流电路中，为了保证电容不被击穿，电容器C的耐压值是多少？解析：不低于2002V，不少学生往把电容器与灯泡类比，额定电压220V的灯泡接在220V的交流电源上正常发光.从而错误的认为电容器的耐压值也只要不低于220V即可，事实上，电容器接在交流电路中一直不断地进行充、放电过程.电容器两极间电压

7、最大可达2002V，故电容器C的耐压值应不低于2002V.第二课时（三）交变电流的平均值☆考点点拨交变电流的平均值是指交流电图象中图线与横轴所围成的面积值跟时间的比值。其量值可用Δϕ法拉第电磁感应定律E=N·来求，特殊地，当线圈从中性面转过90度的过程中，Δt有E2=E.计算平均值切忌用算术平均法即πmEE1E+=求解。平均值不等于有效值。22对于非正弦电流的有效值以上关系不成立，应根据定义来求。通常所说交流电压、电流是用电压表、电流表测得的，都是指有效值。用电器上所标电压、电流值也是指有效值.在计算交流电通过导体