2014届高考物理一轮复习金榜课件 ： 10.1 交变电流的产生和描述.ppt

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1、第十章交变电流第1讲　交变电流的产生和描述1．交变电流(1)定义：和都随时间做周期性变化的电流．(2)图象：如图(a)、(b)、(c)、(d)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(a)所示．大小方向1．交变电流的产生：将矩形线圈置于中，并绕垂直于磁感线的轴，线圈中就会产生正(余)弦交变电流．2．中性面：(1)线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量，磁通量的变化率为，感应电动势为．(2)线圈转动一周，次经过中性面，线圈，电流的方向就改变一次．匀强磁场匀速转动最大零零两每经过中性面一次一、交变电流的产生及变化规律3．正弦式交变电流的图象EmsinωtNB

2、SωImsinωt2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流的值，是时间的函数．(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的．(3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系I＝，U＝，E＝.(4)平均值：交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值，其数值可以用＝计算．(5)．有效值：根据电流的____来规定的，即在同一时间内，使同一电阻产生相等热量的直流电的数值叫做交流电的有效值．某一时刻最大值热效应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(或热功率)进行计算．思想方法16.求交变电流有效值的方法1．公式法2．

3、利用有效值的定义计算(非正弦式交流电)在计算有效值“相同时间”至少取一个周期或周期的整数倍．3．利用能量关系当有电能和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值．(利用有效值的定义计算——分段转化为直流电)如图10－1－7所示为一交变电流随时间变化的图象，此交流电的有效值()．快慢一次周期性次数0.0250100【思路点拨】线圈从垂直于中性面位置启动，则瞬时值的表达式为余弦函数．由此构造出瞬时值表达式，可求出电动势的最大值，然后是有效值，【答案】AC【方法与知识感悟】1.正弦式交流电的变化规律(注意图与图的对应关系)2．交变电流瞬时值表达式的基本书写思路(1)确定

4、正弦式交变电流的峰值，根据已知图象或由公式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．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.③线圈不是从以上两位置开始转动，先通过三角函数变换到以上两种形式，再写出函数表达式．3．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

5、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，所以在一个周期内电流的方向改变两次．例2如图所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1＝20cm，ad边长l2＝25cm，放在磁感应强度B＝0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n＝3000r/min的转速匀速转动，线圈电阻r＝1Ω，外电路电阻R＝9Ω，t＝0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里．(1)在图中标出t＝0时感应电流的方向；(2)写出感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈外

6、力做多少功？(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量是多少？题型二：对描述交变电流的“四值”的理解和应用【思路点拨】正确理解交变电流的“四值”是解题的关键，求电荷量时要用平均值，交流电路中电表显示的为有效值，计算热量、功率和电功一定要用有效值求解．【方法与知识感悟】对交变电流的“四值”的理解和应用【思路点拨】本题考查对交流电图象的解读能力，要求考生能够通过交流电图象找出周期、最大值并计算有效值，写出交流电表达式．物理量规律2．如图所示是一个10匝的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时，线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的图象，根据图象可以确定()DBC7

7、．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0Ω，外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则()A．电压表的示数为220VB．电路中的电流方向每秒改变50次C．灯泡实际消耗的功率为484WD．发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为24.2JDC9．如图甲所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过二极管P使加在电热丝上的电压的波形如图乙所示．此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为()BA．110VB．156VC．220VD．311V10．用单位长度