高三物理備考復(fù)習(xí) 第十一章第1單元交變電流的產(chǎn)生及描述課件 新人教版（廣東專版）

考考 綱綱 下下 載載1.交變電流、交變電流的圖像交變電流、交變電流的圖像 ()2正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值 ()3理想變壓器理想變壓器 ()4遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電 ()實(shí)驗(yàn)十二實(shí)驗(yàn)十二 ：傳感器的簡(jiǎn)單使用：傳感器的簡(jiǎn)單使用考考 情情 上上 線線高考高考地位地位高考對(duì)本部分知識(shí)的考查主要以選擇題的形式出高考對(duì)本部分知識(shí)的考查主要以選擇題的形式出現(xiàn)，但也出現(xiàn)過關(guān)于交變電流的計(jì)算題，試題的現(xiàn)，但也出現(xiàn)過關(guān)于交變電流的計(jì)算題，試題的難度一般在中等偏下，分值在難度一般在中等偏下，分值在610分左右分左右考點(diǎn)考點(diǎn)點(diǎn)擊點(diǎn)擊1.交變電流的產(chǎn)生、圖像和有效值問題交變電流的產(chǎn)生、圖像和有效值問題2變壓器、電壓、功率、電流關(guān)系及遠(yuǎn)距離輸電變壓器、電壓、功率、電流關(guān)系及遠(yuǎn)距離輸電 思維啟動(dòng)思維啟動(dòng)設(shè)線圈從中性面起經(jīng)時(shí)間設(shè)線圈從中性面起經(jīng)時(shí)間t轉(zhuǎn)過角度轉(zhuǎn)過角度，則，則 t，此時(shí)兩邊，此時(shí)兩邊ab、cd速度方向與磁感速度方向與磁感線方向的夾角分別為線方向的夾角分別為t和和(180 t)，如圖如圖1111所示，它們產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)所示，它們產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)同向相加，整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：圖勢(shì)同向相加，整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：圖1111_。因?yàn)?。因?yàn)関_，代入上，代入上式中得式中得e_。圖圖11122正弦交流電的產(chǎn)生和圖像正弦交流電的產(chǎn)生和圖像(1)產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻 速轉(zhuǎn)動(dòng)。速轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)圖像：用以描述交流電隨時(shí)間變化的規(guī)律，如果線圈圖像：用以描述交流電隨時(shí)間變化的規(guī)律，如果線圈 從中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，其圖像為正弦曲線。如圖從中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，其圖像為正弦曲線。如圖 1112(a)所示。所示。4正弦式電流的變化規(guī)律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)線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí)) 應(yīng)用升級(jí)應(yīng)用升級(jí)1一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖1113甲所示，則下列說法正確的是甲所示，則下列說法正確的是 ()圖圖1113At0時(shí)刻，線圈平面與中性面垂直時(shí)刻，線圈平面與中性面垂直Bt0.01 s時(shí)刻，時(shí)刻，的變化率最大的變化率最大Ct0.02 s時(shí)刻，交流電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大時(shí)刻，交流電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大D該線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的圖像如圖乙所示該線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的圖像如圖乙所示答案：答案：B 思維啟動(dòng)思維啟動(dòng)如圖如圖1114所示，間距為所示，間距為L(zhǎng)的光的光滑平行金屬導(dǎo)軌，水平地放置在滑平行金屬導(dǎo)軌，水平地放置在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一端接阻值為磁場(chǎng)中，一端接阻值為R電阻。一電阻。一 圖圖1114個(gè)電阻是個(gè)電阻是R0，質(zhì)量為，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，在外力的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，在外力F作用下從作用下從t0的時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化的時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律為規(guī)律為vvmaxsint。不計(jì)導(dǎo)軌電阻，則：。不計(jì)導(dǎo)軌電阻，則：3.幾種典型的交變電流的有效值幾種典型的交變電流的有效值應(yīng)用升級(jí)應(yīng)用升級(jí)2.小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬 線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)， 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正 弦函數(shù)關(guān)系，如圖弦函數(shù)關(guān)系，如圖1115所所 示。此線圈與一個(gè)示。此線圈與一個(gè)R10 的的 圖圖1115 電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì)電路的其他電阻。下列說電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì)電路的其他電阻。下列說 法正確的是法正確的是 ()答案：答案：C知識(shí)檢索知識(shí)檢索 在應(yīng)用交變電流的表達(dá)式時(shí)要注意在應(yīng)用交變電流的表達(dá)式時(shí)要注意(1)只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，電流的瞬時(shí)值表只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，電流的瞬時(shí)值表 達(dá)式才是正弦形式。達(dá)式才是正弦形式。(2)注意峰值公式注意峰值公式EmnBS中的中的S為有效面積。為有效面積。(3)交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式書寫的基本思路：交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式書寫的基本思路：確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖像或由公式確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖像或由公式EmnBS求出相應(yīng)峰值。求出相應(yīng)峰值。明確線圈的初始位置，找出對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式。明確線圈的初始位置，找出對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式。(4)在解決有關(guān)交變電流的圖像問題時(shí)，應(yīng)先把交變電流在解決有關(guān)交變電流的圖像問題時(shí)，應(yīng)先把交變電流的圖像與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來，再根據(jù)特殊位置的圖像與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來，再根據(jù)特殊位置的特征解題。的特征解題。典題例析典題例析例例1如圖如圖1116甲所示，一矩形線圈甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過磁場(chǎng)中，并繞過ab、cd中點(diǎn)的軸中點(diǎn)的軸OO以角速度以角速度逆時(shí)針勻逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若以線圈平面與磁場(chǎng)夾角速轉(zhuǎn)動(dòng)。若以線圈平面與磁場(chǎng)夾角45時(shí)時(shí)(如圖乙如圖乙)為計(jì)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向流向b時(shí)電流方向?yàn)檎t如圖時(shí)電流方向?yàn)檎?。則如圖1117所示的四幅圖中正確的是所示的四幅圖中正確的是 ()圖圖1116圖圖1117審題指導(dǎo)審題指導(dǎo)確定感應(yīng)電流的變化圖像，應(yīng)從三個(gè)方面確定感應(yīng)電流的變化圖像，應(yīng)從三個(gè)方面分析：分析：(1)感應(yīng)電流的方向；感應(yīng)電流的方向；(2)感應(yīng)電流的大??；感應(yīng)電流的大小；(3)感應(yīng)電流大小的變化趨勢(shì)，從而排除錯(cuò)誤選項(xiàng)，確感應(yīng)電流大小的變化趨勢(shì)，從而排除錯(cuò)誤選項(xiàng)，確定正確答案。定正確答案。答案答案D圖圖1119答案：答案：B典題例析典題例析例例2一個(gè)一個(gè)10 的電阻，它兩端的電壓的電阻，它兩端的電壓u隨時(shí)間隨時(shí)間t的變的變化規(guī)律如圖化規(guī)律如圖11110所示，則所示，則 ()答案答案D答案：答案：C知識(shí)檢索知識(shí)檢索交變電流交變電流“四值四值”的應(yīng)用的應(yīng)用物理量物理量應(yīng)用情況及說明應(yīng)用情況及說明瞬時(shí)值瞬時(shí)值計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況最大值最大值當(dāng)考慮某些電學(xué)元件當(dāng)考慮某些電學(xué)元件(電容器、晶體管等電容器、晶體管等)的擊穿電壓時(shí)，指的是交變電壓的最大值的擊穿電壓時(shí)，指的是交變電壓的最大值物理量物理量應(yīng)用情況及說明應(yīng)用情況及說明有效值有效值(1)通常所說的交變電流的電壓、電流強(qiáng)度，通常所說的交變電流的電壓、電流強(qiáng)度，交流電表的讀數(shù)，保險(xiǎn)絲的熔斷電流值，電交流電表的讀數(shù)，保險(xiǎn)絲的熔斷電流值，電器設(shè)備銘牌上所標(biāo)的電壓、電流值都是指交器設(shè)備銘牌上所標(biāo)的電壓、電流值都是指交變電流的有效值變電流的有效值(2)求解交變電流的電熱問題時(shí)，必須用有效求解交變電流的電熱問題時(shí)，必須用有效值來進(jìn)行計(jì)算值來進(jìn)行計(jì)算平均值平均值計(jì)算有關(guān)電量時(shí)只能用平均值計(jì)算有關(guān)電量時(shí)只能用平均值典題例析典題例析例例3一個(gè)電阻為一個(gè)電阻為r、邊長(zhǎng)為、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形的正方形線圈線圈abcd共共N匝，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為匝，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸OO以以如圖如圖11112所示的角速度所示的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為外電路電阻為R。 圖圖11112(1)說明此刻線圈感應(yīng)電流的方向。說明此刻線圈感應(yīng)電流的方向。(2)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值有多大？線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值有多大？(3)線圈平面與磁感線夾角為線圈平面與磁感線夾角為60時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大？時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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？周，柴油機(jī)做多少功？ (5)從圖示位置開始，線圈轉(zhuǎn)過從圖示位置開始，線圈轉(zhuǎn)過60的過程中通過的過程中通過R的電量的電量 是多少？是多少？(6)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，柴油機(jī)做的功等于電路線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，柴油機(jī)做的功等于電路一周期內(nèi)產(chǎn)生的電熱，而電流表、電壓表的示數(shù)為一周期內(nèi)產(chǎn)生的電熱，而電流表、電壓表的示數(shù)為電流和電壓的有效值。電流和電壓的有效值。1(2011天津高考天津高考)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖11113甲所示，甲所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖像如圖乙所示，則產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖像如圖乙所示，則 ()圖圖11113At 0.005 s 時(shí)線框的磁通量變化率為零時(shí)線框的磁通量變化率為零Bt 0.01 s 時(shí)線框平面與中性面重合時(shí)線框平面與中性面重合C線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為 311 VD線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為 100 Hz答案：答案：B2(2012中山質(zhì)檢中山質(zhì)檢)如圖如圖11114所示，圖線所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦交流電中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦交流電的圖像，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所的圖像，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖像如圖線產(chǎn)生正弦交流電的圖像如圖線b所所 圖圖11114示，以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交流電的說法錯(cuò)誤的是示，以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交流電的說法錯(cuò)誤的是()答案：答案：A3(2012張家口模擬張家口模擬)矩形金屬線圈共矩形金屬線圈共10匝，繞垂直于匝，繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)生的交變電動(dòng)勢(shì)E隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的情況如圖變化的情況如圖11115所示。下列說法中正確的是所示。下列說法中正確的是()圖圖11115答案：答案：D4.(雙選雙選)(2010廣東高考廣東高考)如圖如圖11116 是某種正弦式交變電壓的波形圖，是某種正弦式交變電壓的波形圖， 由圖可確定該電壓的由圖可確定該電壓的 () A周期是周期是0.01 s 圖圖11116 B最大值是最大值是311 V C有效值是有效值是220 V D表達(dá)式為表達(dá)式為u220sin 100t(V)解析：解析：由交變電流的圖像知，周期是由交變電流的圖像知，周期是0.02 s，A項(xiàng)錯(cuò)；最項(xiàng)錯(cuò)；最大值是大值是311 V，B項(xiàng)正確；有效值是項(xiàng)正確；有效值是220 V，C項(xiàng)正確；瞬項(xiàng)正確；瞬時(shí)值表達(dá)式為時(shí)值表達(dá)式為u311 sin 100t(V)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：答案：BC