高三物理一輪復習-交變電流資料

第十一章交變電流第1頁[明考情·高效備考]第2頁【想一想】如圖所表示，線圈繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生感應電流有什么特點？線圈在哪個位置時感應電流最大？提醒：電流大小和方向隨時間發(fā)生改變．當線圈平面和磁場平行時，感應電流最大．第1單元交變電流產(chǎn)生和描述基礎(chǔ)探究交變電流產(chǎn)生及改變規(guī)律第3頁【填一填】1．交變電流產(chǎn)生(1)交變電流：大小和方向都隨時間做

改變電流．(2)正弦交變電流產(chǎn)生：將線圈置于勻強磁場中，并繞垂直于磁感線軸

，線圈中就會產(chǎn)生正(余)弦交變電流．(3)中性面①定義：與磁場方向

平面．②特點a．線圈位于中性面時，穿過線圈磁通量

，磁通量改變率為

，感應電動勢為

．b．線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，線圈每經(jīng)過

一次，電流方向就改變一次．周期性勻速轉(zhuǎn)動垂直最大零零中性面第4頁nBSωsinωt

nBSω

Imsinωt

第5頁提醒：(1)T表示周期Um和Im分別表示電壓和電流最大值(2)不能描述交變電流物理量第6頁【填一填】1．周期和頻率(1)周期T：交變電流完成一次周期性改變(線圈轉(zhuǎn)一周)所需

．(2)頻率f：交變電流在1s內(nèi)完成

次數(shù)，單位是Hz.(3)周期和頻率關(guān)系時間周期性改變第7頁2．交變電流瞬時值、峰值、有效值和平均值(1)瞬時值：交變電流某一時刻值，是時間函數(shù)．(2)峰值：交變電流電流或電壓所能到達

．(3)有效值：讓交變電流與恒定電流經(jīng)過相同電阻，假如它們在一個周期內(nèi)

相等，則這個恒定電流I、恒定電壓U就是這個交變電流有效值．(4)正弦式交變電流有效值與峰值之間關(guān)系

最大值產(chǎn)生熱量第8頁基礎(chǔ)自測1．下列圖中閉合線圈都在勻強磁場中繞虛線所表示固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，不能產(chǎn)生正弦式交變電流是()解析：線圈繞垂直于磁場軸勻速轉(zhuǎn)動，就能產(chǎn)生正弦交流電，故選C.答案：C第9頁2．矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交流電動勢最大值為Em.設(shè)t＝0時線圈平面與磁場平行，當線圈匝數(shù)增加一倍，轉(zhuǎn)速也增大一倍，其它條件不變時，交流電電動勢為()A．e＝2Emsin2ωtB．e＝4Emsin2ωtC．e＝Emsin2ωtD．e＝4Emcos2ωt解析：Em＝nBSω所以當n和ω都增大一倍時，電動勢最大值增大到原來4倍，再考慮到相位與ω關(guān)系，所以選項D正確．答案：D第10頁答案：C第11頁4．在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直轉(zhuǎn)軸勻速運動，如圖甲所表示，產(chǎn)生交變電動勢圖象如圖乙所表示，則()A．t＝0.005s時線框磁通量改變率為零B．t＝0.01s時線框平面與中性面重合C．線框產(chǎn)生交變電動勢有效值為311VD．線框產(chǎn)生交變電動勢頻率為100Hz第12頁答案：B第13頁【互動探究】1．閉合線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交變電流改變規(guī)律和線圈形狀、轉(zhuǎn)軸相關(guān)嗎？2．交變電流方向發(fā)生改變時，線圈中磁通量及磁通量改變率有什么特點？正弦交變電流產(chǎn)生及改變規(guī)律第14頁【關(guān)鍵突破】1．正弦式交變電流產(chǎn)生與描述第15頁第16頁2.交變電流瞬時值表示式書寫基本思緒(1)確定正弦交變電流峰值，依據(jù)已知圖象或由公式Em＝nBSω求出對應峰值．(2)明確線圈初始位置，找出對應函數(shù)關(guān)系式．①若線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則i-t圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imsinωt.②若線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則i-t圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imcosωt.第17頁第18頁第19頁[思緒點撥]解此題關(guān)鍵是了解e-t圖象物理意義，并將e-t圖象與線圈轉(zhuǎn)動情景相對應．[答案]C第20頁第21頁1．(年池州高三質(zhì)檢)如圖甲所表示，矩形線圈abcd在勻強磁場中逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生交變電流如圖乙所表示，設(shè)沿abcda方向為電流正方向，則()A．乙圖中Oa時間段對應甲圖中A至B圖過程B．乙圖中c時刻對應甲圖中C圖C．若乙圖中d等于0.02s，則1s內(nèi)電流方向改變了50次D．若乙圖中b等于0.02s，則交流電頻率為50Hz第22頁解析：由交變電流產(chǎn)生原理可知，甲圖中A、C兩圖中線圈所在平面為中性面，線圈在中性面時電流為零，再經(jīng)過1/4個周期電流到達最大值，再由楞次定律判斷出電流方向，所以甲圖中A至B圖過程電流為正，且從零逐步增大到最大值，A對；甲圖中C圖對應電流為零，B錯；每經(jīng)過中性面一次線圈中電流方向就要改變一次，所以在一個周期內(nèi)電流方向要改變兩次，所以在乙圖中對應Od段等于交變電流一個周期，若已知d等于0.02s，則頻率為50Hz,1s內(nèi)電流方向?qū)⒏淖?00次，C錯；若乙圖中b等于0.02s，則交流電頻率應該為25Hz，D錯.答案：A第23頁【互動探究】1．交變電流“四值”通常指哪“四值”？2．“平均值”和“有效值”在應用時有哪些區(qū)分？交變電流“四值”比較第24頁【關(guān)鍵突破】1．交變電流瞬時值、最大值、有效值和平均值比較第25頁第26頁第27頁第28頁[答案]D第29頁第30頁第31頁答案：D第32頁——發(fā)電機模型[模型構(gòu)建]發(fā)電機模型是高考中以電磁感應為知識背景命題常見模型，凡是在外力作用下做切割磁感線運動而產(chǎn)生感應電流導體均可看成這類模型．[模型特點]閉合線圈在磁場中受外力轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應電動勢，形成感應電流，與外電路結(jié)合，消耗機械能轉(zhuǎn)化為電能．包括知識為法拉第電磁感應定律、楞次定律、閉合電路歐姆定律、交變電流“四值”等．第33頁【典例】如圖甲所表示是某同學設(shè)計一個振動發(fā)電裝置示意圖，一個半徑r＝0.10m、匝數(shù)n＝20線圈套在永久磁鐵槽中，磁場磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所表示)．在線圈所在位置磁感應強度B大小均為B＝0.20T，線圈電阻為R1＝0.50Ω，它引出線接有R2＝9.5Ω小電珠L.外力推進線圈框架P端，使線圈沿軸線做往復運動，便有電流經(jīng)過電珠．當線圈向右位移x隨時間t改變規(guī)律如圖丙所表示時(x取向右為正)．求：第34頁(1)線圈運動時產(chǎn)生感應電動勢E大