高三物理交变电流地产生和描述.doc

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1、第十一章交变电流电磁振荡与电磁波一、考纲要求容要求说明1．交变电流、交变电流的图象2．正弦交变电流的函数表达式，峰值和有效值3．理想变压器4．远距离输电5．变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场，电磁波及其传播6．电磁波的产生、发射和接收7．电磁波谱ⅠⅠⅠⅠⅠⅠⅠ二、知识网络第1讲交变电流的产生和描述★一、考情直播1.考纲要求考纲容能力要求考向定位1．交变电流、交变电流的图象2．正弦交变电流的函数表达式，峰值和有效值1．知道交变电流的产生及其原理2．理解描述交变电流的物理量以及它们之间的关系、作用3．掌握交变电流的变化规律及表示方法新课标考

2、纲对本讲知识均只做了Ⅰ级要求，较旧考纲而言降低了要求，原则上应该不会出现难题、偏题．旧考纲中“正弦交变电流的图象”在新考纲中表述为“交变电流的图象”，则为图象命题拓展了空间．已删除的考点是“电感器、电容器对交变电流的影响”．2．考点整合考点1交变电流及其产生描述交变电流的物理量1．交变电流：和都随时间做周期性变化的电流即交变电流．2．正（余）弦式交流电：交变电流的产生有很多形式．常见的正（余）弦式交变电流可由线圈在匀强磁场中绕磁感应强度方向的轴转动产生．若从中性面开始转动则产生交变电流，从峰值面开始转动则产生交变电流3．中性面与峰值面：当线

3、圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做．其特点是：与磁场方向垂直，线圈每次经过该面感应电流方向均发生改变．峰值面的特点是：磁通量为，但电动势．4．描述交变电流的“四值”：①瞬时值：，　（从中性面开始计时）②峰值：，③平均值：，　④有效值：根据电流的定义。，（正、余弦交流电）5．周期和频率：周期，频率，转速．[特别提醒]：1．书写交变电流的表达式，一定要注意初始平面是中性面还是峰值面．若从中性面开始，则为正弦函数，若从峰值面开始，则为余弦函数。2．只有正弦式效流电的峰值与有效值才有倍关系．

4、3．计算电量只能用平均值．而电容耐压值对应的是最大值．[例1]（2008滨州）单匝矩形线圈abcd放在匀强磁场中，如图所示，ab=de=l1，ad=bc=l2，从图示位置起以角速度绕不同转轴做匀速转动，则（）A．以OO′为转轴时，感应电动势B．以O1O1′为转轴时，感应电动势C．以OO′为转轴时，感应电动势D．以OO′为转轴或以ab为转轴时，感应电动势[解析]以OO′为转轴时，图示位置相当于是峰值面，根据感应电动势的表达式可知，则C对A错。再根据三角函数关系可知D选项正确。若线圈以O1O1′为转轴，则线圈磁通量变化始终为零，则感应电动势为零

5、。【答案】C、D[规律总结]交变电流的产生与线圈平面初始位置有关，因此书写表达式时首先要看清初始位置。若线圈平面与磁感应强度方向平行，则不会有感应电动势产生。[例2]交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈电阻为r，外电路电阻为R．当线圈由图13-1-1中实线位置第一次匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：⑴通过R的电荷量q为多少？⑵R上产生电热QR为多少？⑶外力做的功W为多少？[解析]⑴由电流的定义，计算电荷量应该用平均值：即，而，故．⑵求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照外

6、电阻之比求R上产生的电热QR．，⑶根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为能，即放出电热．因此．　【答案】⑴⑵⑶[规律总结]要掌握交变电流“四值”的意义：计算电量只能用平均值．计算电功、电功率、电热等与热效应有关的量必须用有效值．而电压表、电流表所能测量到的也是有效值．考点2交变电流的图象1．根据图象的意义，从图象的纵坐标轴上可以直接读出交变电流的，从图象的横坐标轴上可以直接读出交变电流的，从而可推导角速度及频率．2．周期与角速度、频率的关系是。交变电流的频率与线圈的相等。3．图象本身则体现了函数关

7、系，反映了交变电流的瞬时变化关系，故图线本身是书写交变电流瞬时表达式的依据。[例3]（2009模拟）电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示．现把交流电加在电阻为9Ω的电热丝上，下列判断正确的是（）A．线圈转动的角速度ω＝100rad/sB．在t＝0.01s时刻，穿过线圈的磁通量最大C．电热丝两端的电压D．电热丝此时的发热功率P＝1800W[解析]由图可以看出该交变电流的周期，则角速度，A错。t＝0.01s时刻，电压达到最大，则此时磁通量变化率最大，磁通量为零，B错。电热丝两端

8、电压为路端电压，则C错。根据电功率公式可知D正确。【答案】D[规律总结]弄清图象与瞬时表达式的关系是处理图象问题的要点此外，由图象直接可以看出周期与峰值。要注意交变电动势、电流实