高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十章 第一節(jié) 交變電流的產(chǎn)生和描述課件.ppt

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,第十章 交變電流 傳感器, 考綱展示 1．交變電流、交變電流的圖象Ⅰ 2．正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值Ⅰ 3．理想變壓器Ⅱ 4．遠(yuǎn)距離輸電Ⅰ 實驗十一：傳感器的簡單使用 說明：1.不要求討論交變電流的相位和相位 差的問題． 2．只限于單相理想變壓器．,2016高考導(dǎo)航,,第十章 交變電流 傳感器, 熱點視角 1．交變電流的四值計算以及變壓器的原理和應(yīng)用是高考考查的熱點，題型以選擇題為主． 2．傳感器在生產(chǎn)和科技中的應(yīng)用越來越廣泛，這使傳感器的原理及應(yīng)用在高考中出現(xiàn)的可能性有所增加． 3．本章知識與生產(chǎn)、生活聯(lián)系緊密，理論聯(lián)系實際的題目出現(xiàn)的可能性較大，如涉及民生的遠(yuǎn)距離輸電問題．,,第十章 交變電流 傳感器,第一節(jié) 交變電流的產(chǎn)生和描述,,第十章 交變電流 傳感器,一、交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律 1．交變電流 大小和方向隨時間做________變化的電流． 2．正弦交流電 (1)產(chǎn)生：在勻強磁場里，線圈繞______________方向的軸勻速轉(zhuǎn)動．,周期性,垂直于磁場,(2)中性面 ①定義：與磁場方向_______的平面． ②特點：線圈位于中性面時，穿過線圈的磁通量________，磁通量的變化率為_______，感應(yīng)電動勢為__________．線圈每經(jīng)過中性面一次，電流的方向就改變一次． (3)圖象：用以描述交變電流隨時間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開始計時，其圖象為_________曲線．,垂直,最大,零,零,正弦,1.(單選)關(guān)于線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交變電流，下列說法中正確的是( ) A．線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次，感應(yīng)電動勢的方向不變 B．線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的方向改變一次 C．線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向都改變一次 D．線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向都改變一次,C,二、描述交變電流的物理量 1．交變電流的周期和頻率的關(guān)系：T＝_______. 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，如果在交流的一個周期內(nèi)它們產(chǎn)生的_________相等，則這個恒定電流I、恒定電壓U就是這個交變電流的有效值．,最大值,相同,熱量,(3)正弦式交變電流的有效值與峰值之間的關(guān)系 I＝______，U＝_________，E＝ 3．平均值： ＝_________＝ . 特別提示：通常所說交變電流、電壓的數(shù)值，各種交流電器設(shè)備所標(biāo)的額定電壓和額定電流的數(shù)值，一般交流電表測量的數(shù)值，都是指有效值(除非有特殊說明)．,2.(單選)小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示．此線圈與一個R＝10 Ω的電阻構(gòu)成閉合電路，不計電路的其他電阻，下列說法正確的是( ),C,考點一 交變電流的變化規(guī)律,考點二 交流電有效值的求解,考點三 交變電流的“四值”的比較,考點一 交變電流的變化規(guī)律 1．正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時),Φ＝Φmcos ωt ＝BScos ωt,e＝Emsin ωt ＝nBSωsin ωt,(單選)如圖甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd 中點的軸OO′以角速度 ω 逆時針勻 速轉(zhuǎn)動．若以線 圈平面與磁場夾角θ＝45°時 (如圖乙) 為計時起點，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時電流方向為正．則下圖所示的四幅圖中正確的是( ),D,[思路點撥] 確定感應(yīng)電流的變化圖象，應(yīng)從三個方面分析：(1)感應(yīng)電流的方向，(2)感應(yīng)電流的大小及變化趨勢，(3)t＝0時的大小和方向．,[總結(jié)提升] 解決交變電流圖象問題的三點注意 (1)只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計時，電流的瞬時值表達(dá)式才是正弦形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān)． (2)注意峰值公式Em＝nBSω中的S為有效面積． (3)在解決有關(guān)交變電流的圖象問題時，應(yīng)先把交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動位置對應(yīng)起來，再根據(jù)特殊位置求特征解．,1.(單選)矩形線圈abcd在如圖所示的磁場中以恒定的角速度ω繞ab邊轉(zhuǎn)動，磁場方向垂直紙面向里，其中ab邊左側(cè)磁場的磁感應(yīng)強度大小是右側(cè)磁場的2倍．在t＝0時刻線圈平面與紙面重合，且cd邊正在向紙外轉(zhuǎn)動．規(guī)定圖示箭頭方向為電流正方向，則線圈中電流隨時間變化的關(guān)系圖線應(yīng)是( ),A,解析：繞垂直磁場的軸轉(zhuǎn)動時，線圈能夠產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢Em＝NBSω，所以線圈在左側(cè)磁場中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值是右側(cè)磁場中最大值的2倍，再利用楞次定律分析感應(yīng)電流方向，可知選項A正確．,考點二 交流電有效值的求解 1．正弦式交流電有效值的求解 2．非正弦式交流電有效值的求解 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)進行定義的，所以進行有效值計算時，要緊扣電流通過電阻生 熱 ( 或熱功 率 ) 進 行計算．注 意“三 同”：即“相 同電 阻”，“相同時間”內(nèi)產(chǎn)生“相同熱量”．計算時“相同時間”要取周期的整數(shù)倍，一般取一個周期．,(單選)(2015·沈陽質(zhì)檢)如圖所示為一交流電壓隨時間變化的圖象．每個周期內(nèi)，前三分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得，此交流電壓的有效值為( ),C,2.(單選)(2015·江西九所重點中學(xué)聯(lián)考)如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B.電阻為R、半徑為L、圓心角為45°的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(O軸位于磁場邊界)．則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為( ),D,考點三 交變電流的“四值”的比較,交變電流某一時刻的值,e＝Emsin ωt,計算線圈某一時刻的受力情況,最大的瞬時值,確定用電器的耐壓值，電容器的擊穿電壓,跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值,(1)計算與電流熱效應(yīng)相關(guān)的量(如功率、熱量) (2)交流電表的測量值 (3)電器設(shè)備標(biāo)注的額定電壓、額定電流 (4)保險絲的熔斷電流,交變電流圖象中圖線與時間軸所夾面積與時間的比值,計算通過電路截面的電荷量,D,物理思想——等效法求解交流電問題 (多選)(2015·東北三校聯(lián)考)如圖所示，空間中有范圍足夠大的勻強磁場，磁場方向豎直向下，在其間豎直放 置兩彼此正對的相同金屬圓環(huán)，兩環(huán)相距L，用導(dǎo)線將環(huán) 與外 電阻相連，現(xiàn)用外力使金屬桿沿兩環(huán)做勻速圓周 運動．若已知磁感應(yīng)強度大小為B，圓環(huán)半徑為R，桿轉(zhuǎn)動角速 度為ω，金屬桿和電阻的阻值均為r，其他電阻不計，則( ),BC,[技法點評] 本題采取等效法處理，省略了桿產(chǎn)生正弦交流電的推導(dǎo)過程，使問題的解決更加簡單、便捷．,AD,