2012優(yōu)化方案高三物理一輪復(fù)習(xí)課件--第10章第一節(jié)《交變電流的產(chǎn)生和描述》.ppt

第一節(jié) 交變電流的產(chǎn)生和描述,課堂互動(dòng)講練,經(jīng)典題型探究,知能優(yōu)化演練,第一節(jié)交變電流的產(chǎn)生和描述,基礎(chǔ)知識(shí)梳理,基礎(chǔ)知識(shí)梳理,一、交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律 1交變電流：_和_都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫交變電流 2正弦交變電流 (1)特點(diǎn)：隨時(shí)間按正(余)弦規(guī)律變化的交變電流 (2)產(chǎn)生：如圖1011所示，將線圈置于勻強(qiáng)磁場中，并繞垂直于_的軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),大小,方向,磁感線,圖1011,(3)變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí)) 電動(dòng)勢(e)：e_ 電壓(u)：u_ 電流(i)：i_ (4)圖象(如圖1012),Emsint,Umsint,Imsint,圖1012,2峰值和有效值 (1)峰值：交變電流的峰值是它能達(dá)到的_ (2)有效值：讓交流與恒定電流分別通過大小_的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的_相等，則這個(gè)恒定電流I、恒定電壓U就是這個(gè)交變電流的有效值,最大值,相同,熱量,4相位：在正弦交變電流的公式UEmsin(t)中，t叫_，叫_，兩支交流的相位之差叫做它們的_,相位,初相位,相位差,課堂互動(dòng)講練,一、正弦式電流的變化規(guī)律 1正弦式電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí)),2.交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的書寫基本思路 (1)確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象或由公式EmnBS求出相應(yīng)峰值 (2)明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式 如：線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，則it圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為iImsint. 線圈從垂直中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，則it圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為iImcost.,特別提醒：在交變電流的產(chǎn)生過程中，要特別注意兩個(gè)特殊位置的不同特點(diǎn) (1)線圈平面與中性面重合時(shí)，SB，最大，/t0，e0，i0，電流方向?qū)l(fā)生改變 (2)線圈平面與中性面垂直時(shí)，SB，0，/t最大，e最大，i最大，電流方向不改變,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀) 1如圖1013所示，單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線OO與磁感線垂直已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T，線圈所圍面積S0.1 m2，轉(zhuǎn)速12 r/min.若從中性面開始計(jì)時(shí)，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式應(yīng)為() Ae12sin120t(V) Be24sin120t(V) Ce0.04sin0.4t(V) De0.4cos2t(V),圖1013,二、對交變電流“四值”的比較和理解 1交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值、平均值的比較,2.對交變電流有效值的理解 交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)(電流通過電阻生熱)進(jìn)行定義的，所以進(jìn)行有效值計(jì)算時(shí)，要緊扣電流通過電阻生熱(或熱功率)進(jìn)行計(jì)算注意“三同”：即“相同電阻”，“相同時(shí)間”內(nèi)產(chǎn)生“相同熱量”計(jì)算時(shí)“相同時(shí)間”要取周期的整數(shù)倍，一般取一個(gè)周期 注意：在交流電路中，電壓表、電流表等電工儀表的示數(shù)均為交變電流的有效值在沒有具體說明的情況下，所給出的交變電流的電壓、電流指的是有效值,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀) 2(2011年青島模擬)已知某電阻元件在正常工作時(shí)，通過它的電流按如圖1014所示的規(guī)律變化今與這個(gè)電阻元件串聯(lián)一個(gè)多用電表(已調(diào)至交流電流擋)，則多用電表的讀數(shù)為(),圖1014,經(jīng)典題型探究,(2010年高考廣東理綜卷)如圖1015是某種正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的() A周期是0.01 s B最大值是311 V C有效值是220 V D表達(dá)式為u220sin 100t(V),圖1015,【解析】由交變電流的圖象知，周期是0.02 s，A錯(cuò)誤；最大值是311 V，B正確；有效值是220 V，C正確；瞬時(shí)值表達(dá)式為u311sin 100t(V)，D錯(cuò)誤 【答案】BC,(滿分樣板16分)一個(gè)電阻為r、邊長為L的正方形線圈abcd共N匝，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸OO以如圖1016所示的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R.,圖1016,(1)在圖中標(biāo)出此刻線圈感應(yīng)電流的方向 (2)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值有多大？ (3)線圈平面與磁感線夾角為60時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢為多大？ (4)設(shè)發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)帶動(dòng)，其他能量損失不計(jì)，線圈轉(zhuǎn)一周，柴油機(jī)做多少功？ (5)從圖示位置開始，線圈轉(zhuǎn)過60的過程中通過R的電量是多少？ (6)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？,【答案】見解題樣板,如圖1017所示，交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有n匝線圈，每匝線圈所圍面積為S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，線圈的電阻為r，外電路電阻為R.當(dāng)線圈由圖中實(shí)線位置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90到達(dá)虛線位置過程中，試問： (1)通過R的電荷量q為多少？ (2)R上產(chǎn)生的電熱QR為多少？ (3)外力做的功W為多少？,圖1017,【思路點(diǎn)撥】(1)計(jì)算通過截面的電荷量q應(yīng)該用電流的平均值 (2)求電熱應(yīng)該用有效值，可以先求電路的總電熱Q，然后再按照內(nèi)外電阻之比求R上產(chǎn)生的電熱QR. (3)根據(jù)能量守恒定律，外力做功的過程是機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的過程，電流通過電阻而發(fā)熱，又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即產(chǎn)生電熱,【易誤警示】本題中求電荷量時(shí)易錯(cuò)用交變電流的峰值或有效值求解平均值是交變電流圖象中的波形和橫軸(時(shí)間軸)所圍面積與時(shí)間的比值，其數(shù)值可根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求得，而不是兩個(gè)時(shí)刻瞬時(shí)值的算術(shù)平均值在交變電流的一個(gè)周期中，時(shí)間取值范圍不同，往往平均值就不同求通過電路的電荷量用電流的平均值,