高中物理復(fù)習(xí)13-1第1講交變電流的產(chǎn)生和描述課件

第1講交變電流的產(chǎn)生和描述課

程

標(biāo)

準(zhǔn)素

養(yǎng)

目

標(biāo)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)交變電流．能用公式和圖像描述正弦交變電流，并能測(cè)算交變電流的峰值和有效值．物理觀念：知道交變電流的產(chǎn)生過(guò)程，能正確書寫交變電流的函數(shù)表達(dá)式，理解掌握交變電流圖像的意義．科學(xué)思維：掌握交變電流有效值的計(jì)算方法，會(huì)區(qū)別交變電流的“四值”，明確其在具體情況中的應(yīng)用技巧．考點(diǎn)一考點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生及規(guī)律【必備知識(shí)·自主落實(shí)】1．交變電流：電流、電壓的________和________都隨時(shí)間做周期性變化的電流．最常見的交變電流是正弦式交變電流．按正弦規(guī)律變化2．正弦式交變電流的產(chǎn)生及圖像(1)產(chǎn)生①在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，閉合線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可產(chǎn)生正弦式交變電流．

轉(zhuǎn)軸可在任意位置②兩個(gè)特殊位置中性面與磁場(chǎng)方向______的平面中性面的垂面與磁場(chǎng)方向______的平面大小方向垂直平行(2)圖像用以描述交變電流隨時(shí)間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，則其圖像為________曲線，如圖所示．正弦式(3)變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))①電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的規(guī)律：e＝________．②路端電壓u隨時(shí)間變化的規(guī)律：u＝Umsin

ωt＝____________．③電流i隨時(shí)間變化的規(guī)律：i＝Imsin

ωt＝____________．其中Em＝nBSω．

Em僅由n、B、S、ω四個(gè)量決定，與軸的具體位置和線圈的形狀都無(wú)關(guān)Em·sin

ωt

NBSω?zé)o關(guān)無(wú)關(guān)交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化

【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】考向1交變電流的產(chǎn)生例1[2024·江蘇南京?？寄M預(yù)測(cè)]在以下四種情景中，線圈中產(chǎn)生的電流與其正下方所示的i-t圖線相對(duì)應(yīng)的是(

)A．圖甲B．圖乙C．圖丙D．圖丁答案：A

考向2交變電流的變化規(guī)律例2[2024·北京海淀區(qū)模擬]圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，

為交流電流表，電阻R為5Ω.線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO′沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，從圖甲所示位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示．下列說(shuō)法正確的是(

)A．電阻R的熱功率為1000WB．1s內(nèi)電流方向改變50次C．t＝0.01s時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行D．t＝0.005s時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量變化最快答案：C

[教你解決問(wèn)題]讀圖思維提升求解交變電流的產(chǎn)生問(wèn)題需要抓住的要點(diǎn)(1)抓住“一模型”：線圈(可以是矩形、圓形、不規(guī)則形狀)以線圈平面上的兩點(diǎn)所在直線為軸繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸做圓周運(yùn)動(dòng).(2)抓住“兩平面”：一是中性面(B⊥S)，二是與中性面垂直的位置平面，確定線圈經(jīng)過(guò)兩平面時(shí)的各物理量．(3)在解決有關(guān)交變電流的圖像問(wèn)題時(shí)，應(yīng)抓住交變電流的圖像與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來(lái)，再根據(jù)特殊位置求特征解．考點(diǎn)二

時(shí)刻最大值熱量有效值所圍面積

2．交變電流的“四值”考向1正弦式交變電流有效值的計(jì)算例3(多選)[2023·湖南卷]某同學(xué)自制了一個(gè)手搖交流發(fā)電機(jī)，如圖所示．大輪與小輪通過(guò)皮帶傳動(dòng)(皮帶不打滑)，半徑之比為4∶1，小輪與線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上．線圈是由漆包線繞制而成的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形，共n匝，總阻值為R.磁體間磁場(chǎng)可視為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).大輪以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)小輪及線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直．線圈通過(guò)導(dǎo)線、滑環(huán)和電刷連接一個(gè)阻值恒為R的燈泡．

答案：AC

考向2非正余弦式交變電流有效值的計(jì)算例4[2024·湖南長(zhǎng)沙長(zhǎng)郡中學(xué)?？级在圖乙的電路中，電源輸出如圖甲所示的交變電流(不計(jì)內(nèi)阻)．電阻R的阻值為10Ω，電表均為理想電表．下列判斷正確的是(

)A.電壓表的示數(shù)為10VB．電流表的示數(shù)為2AC．若將電阻R替換為一個(gè)電容，欲使電路安全運(yùn)行，其耐壓值最少為10VD．電阻R在任意三分之一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量一定等于0.1J答案：A

答案：BD

例62022年11月23日由三峽集團(tuán)研制的單機(jī)容量16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組成功下線，該機(jī)組是目前全球單機(jī)容量最大、葉輪直徑最大的風(fēng)電機(jī)組，風(fēng)力發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)易模型如圖甲所示，某興趣小組自制了一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，試驗(yàn)中葉輪帶動(dòng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙中所示，則下列說(shuō)法中正確的