高考物理-第一課時-交變電流的產(chǎn)生和描述導(dǎo)與練復(fù)習(xí)課件

高考物理-第一課時-交變電流的產(chǎn)生和描述導(dǎo)與練復(fù)習(xí)課件第一頁，共66頁。第一頁第二頁，共66頁。第二頁第三頁，共66頁。第三頁第四頁，共66頁。第四頁第五頁，共66頁。

(對應(yīng)學(xué)生用書第136頁)1．知道交變電流的產(chǎn)生及正弦交流電各物理量的變化規(guī)律、圖象．2．理解交變電流有效值的意義，會對簡單交變電流的有效值進行計算．第五頁第六頁，共66頁。第六頁第七頁，共66頁。

(對應(yīng)學(xué)生用書第136頁)1．交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律(1)交變電流：大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流．(2)正弦式交變電流的產(chǎn)生：將線圈置于勻強磁場中，并繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈中就會產(chǎn)生正弦式交變電流．(3)中性面①定義：與磁場方向垂直的平面．②特點：a．線圈位于中性面時，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動勢為零．b．線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，線圈每經(jīng)過中性面一次，電流的方向就改變一次．第七頁第八頁，共66頁。

(4)正弦式交變電流的圖象(線圈在中性面位置開始計時)(5)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)①電動勢e隨時間變化規(guī)律：e＝Emsin_ωt.②電壓u隨時間變化規(guī)律：u＝Umsin_ωt.③電流i隨時間變化規(guī)律：i＝Imsin_ωt.其中ω為線圈轉(zhuǎn)動的角速度，Em＝NBSω若線圈電阻為r，外電路電阻為R，則e、u、i關(guān)系為：e＝i(R＋r)，u＝iR.第八頁第九頁，共66頁。(1)線圈位于與中性面垂直的位置時，磁通量為零．但磁通量的變化率最大．(2)線圈從中性面開始計時，函數(shù)表達式e＝Emsinωt，從垂直中性面開始計時，函數(shù)表達式e＝Emcosωt.第九頁第十頁，共66頁。第十頁第十一頁，共66頁。第十一頁第十二頁，共66頁。

(對應(yīng)學(xué)生用書第136～137頁)1．如圖中不屬于交變電流的是(

D

)

解析：方向隨時間做周期性變化是交流電的最主要特征，也是交流電和直流電的根本區(qū)別．交流電的方向一定改變，而大小可以變也可以不變．所以不僅B、C圖中是交流電，A圖中也是．只有D圖中電流方向不變，不屬于交流電．第十二頁第十三頁，共66頁。第十三頁第十四頁，共66頁。3．一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖(甲)所示，則下列說法中正確的是(

B

)A．t＝0時刻線圈平面與中性面垂直B．t＝0.01s時刻Φ的變化率達最大C．0.02s時刻感應(yīng)電動勢達到最大D．該線圈相應(yīng)的感應(yīng)電動勢圖象如圖(乙)所示解析：中性面位置應(yīng)為磁通量最大，磁通量變化率為零，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為零，ACD錯誤，B正確．第十四頁第十五頁，共66頁。

(對應(yīng)學(xué)生用書第137～139頁)第十五頁第十六頁，共66頁。交變電流的產(chǎn)生及變化規(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)第十六頁第十七頁，共66頁。第十七頁第十八頁，共66頁。第十八頁第十九頁，共66頁。第十九頁第二十頁，共66頁。(1)只要線圈在勻強磁場中繞線圈平面內(nèi)垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，就產(chǎn)生正弦式交流電，其變化規(guī)律與線圈的形狀、與轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)哪個位置無關(guān)．(2)線圈轉(zhuǎn)動一周兩次經(jīng)過中性面，所以一個周期內(nèi)電流方向改變兩次．第二十頁第二十一頁，共66頁。【例1】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，則圖(丙)四幅圖中正確的是(

)第二十一頁第二十二頁，共66頁。思路點撥：從感應(yīng)電流的方向、大小及變化趨勢三個方面分析確定感應(yīng)電流變化的圖象．

答案：D.第二十二頁第二十三頁，共66頁。針對訓(xùn)練11：某線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示，由圖中信息可以判斷(

)A．在A和C時刻線圈處于中性面位置B．在B和D時刻穿過線圈的磁通量為零C．從A～D時刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為2πD．若從O～D時刻歷時0.02s，則在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次第二十三頁第二十四頁，共66頁。解析：根據(jù)題中圖象，首先判斷出感應(yīng)電流的數(shù)學(xué)表達式i＝Imsinωt.其中Im是感應(yīng)電流的最大值，ω是線圈旋轉(zhuǎn)的角速度．另外應(yīng)該進一步認識到線圈是從中性面開始旋轉(zhuǎn)，而且線圈旋轉(zhuǎn)一周，兩次經(jīng)過中性面，經(jīng)過中性面的位置時電流改變方向．在O、B、D時刻電流為零，所以此時線圈恰好在中性面的位置，且穿過線圈的磁通量最大；在A、C時刻電流值最大，線圈處于和中性面垂直的位置，此時磁通量為零；從A到D時刻，線圈旋轉(zhuǎn)3/4周，轉(zhuǎn)過的角度為3π/2；如果從O到D時刻歷時0.02s，恰好為一個周期，所以1s內(nèi)線圈運動50個周期，100次經(jīng)過中性面，電流方向改變100次．綜合以上分析可得，只有選項D正確．答案：D.第二十四頁第二十五頁，共66頁。交變電流“四值”的理解與應(yīng)用第二十五頁第二十六頁，共66頁。第二十六頁第二十七頁，共66頁。第二十七頁第二十八頁，共66頁。第二十八頁第二十九頁，共66頁?！纠?】(16分)一個電阻為r、邊長為L的正方形線圈abcd共N匝，線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸OO′以如圖所示的角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R.(1)在圖中標(biāo)出此刻線圈感應(yīng)電流的方向．(2)線圈轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值有多大？(3)線圈平面與磁感線夾角為60°時的感應(yīng)電動勢為多大？第二十九頁第三十頁，共66頁。(4)設(shè)發(fā)電機由柴油機帶動，其他能量損失不計，線圈轉(zhuǎn)一周，柴油機做多少功？(5)從圖示位置開始，線圈轉(zhuǎn)過60°的過程中通過R的電荷量是多少？(6)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？思路點撥：①用右手定則判斷感應(yīng)電流方向；②從垂直中性面開始應(yīng)按余弦規(guī)律變化；③求通過R的電荷量用平均值；④求電功應(yīng)使用電流有效值；⑤電壓表、電流表示數(shù)為有效值．第三十頁第三十一頁，共66頁。第三十一頁第三十二頁，共66頁。答案：見規(guī)范解答第三十二頁第三十三頁，共66頁。第三十三頁第三十四頁，共66頁。針對訓(xùn)練21：(2010年福建福州模擬)一個10Ω的電阻，它兩端的電壓U隨時間t的變化規(guī)律如圖所示，則(

)A．流過電阻的最大電流是22AB．用交流電壓表測量電阻兩端的電壓，其示數(shù)約為311VC．電阻消耗的功率為9680WD．在交流電變化的半個周期內(nèi)，電阻產(chǎn)生的焦耳熱是48.4J第三十四頁第三十五頁，共66頁。答案：D.第三十五頁第三十六頁，共66頁。第三十六頁第三十七頁，共66頁。2．幾種典型的交變電流第三十七頁第三十八頁，共66頁。第三十八頁第三十九頁，共66頁。思路點撥：(1)取一個周期分段研究；(2)設(shè)想給電阻R供電，利用電流的“熱效應(yīng)”列方程求解．第三十九頁第四十頁，共66頁。答案：C.第四十頁第四十一頁，共66頁。取一個周期，將其分成有效值已知的幾段．根據(jù)電流熱效應(yīng)，利用電熱公式計算有效值．第四十一頁第四十二頁，共66頁。針對訓(xùn)練31：若某交變電流的電流隨時間變化的圖象如圖所示，則該交變電流的有效值是多少？第四十二頁第四十三頁，共66頁。考點一：交變電流的“四值”理解與應(yīng)用第四十三頁第四十四頁，共66頁。解析：逐項分析如下：選項診斷結(jié)論A由圖象可知交變電流的周期T＝4×10－2s，頻率f＝＝Hz＝25Hz×B由圖象可知電源電動勢的最大值Em＝5V，有效值E＝V，通過電阻的電流I＝＝A＝A×C電阻消耗的電功率P＝EI＝2.5W√D用交流電壓表測得的值是電壓的有效值U＝E＝V×答案：C.第四十四頁第四十五頁，共66頁?？键c二：交變電流的變化規(guī)律第四十五頁第四十六頁，共66頁。答案：C.第四十六頁第四十七頁，共66頁。

(對應(yīng)學(xué)生用書第139頁)第四十七頁第四十八頁，共66頁。第四十八頁第四十九頁，共66頁。第四十九頁第五十頁，共66頁。(1)本題考查了交變電流的變化規(guī)律和有效值問題；(2)突破本題的關(guān)鍵是掌握交變電流的產(chǎn)生和有效值的計算．第五十頁第五十一頁，共66頁。

(對應(yīng)學(xué)生用書第277～278頁)第五十一頁第五十二頁，共66頁。第五十二頁第五十三頁，共66頁。解析：我國居民日常生活所用的是正弦交流電，其電壓的有效值是220V，最大值為311V，周期為0.02s，所以只有C正確．第五十三頁第五十四頁，共66頁。2．一個矩形線圈繞與勻強磁場垂直的OO′軸逆時針轉(zhuǎn)動，線圈的兩條引線分別與A、B兩半圓銅環(huán)相連，兩個銅環(huán)通過滑動電刷連入電路，電路中僅有一個電阻R.如圖所示，在線圈轉(zhuǎn)動過程中，通過R的電流(

D

)A．大小和方向都不斷變化B．大小不斷變化，方向從A→R→BC．大小和方向都不變D．大小不斷變化，方向從B→R→A解析：線圈中產(chǎn)生交流電，由于電刷交替與兩銅環(huán)接觸，流過R的電流方向不變．根據(jù)右手定則可知，通過R的電流方向是B→R→A.第五十四頁第五十五頁，共66頁。第五十五頁第五十六頁，共66頁。第五十六頁第五十七頁，共66頁。4．(2010年廈門市高三質(zhì)檢)某交流發(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)電動勢與時間的關(guān)系如圖所示．如果此線圈與一個R＝100Ω的電阻構(gòu)成閉合電路，不計電路的其他電阻，下列敘述正確的是(

B

)A．交變電流的周期是0.02sB．交變電流的最大值是1AC．交變電流的有效值是1AD．電阻R兩端的最大電壓為141V第五十七頁第五十八頁，共66頁。第五十八頁第五十九頁，共66頁。第五十九頁第六十頁，共66頁。第六十頁第六十一頁，共66頁。第六十一頁第六十二頁，共66頁。解析：原來的電動勢最大值為10V，有效值為7.0