交變電流的產(chǎn)生和描述(陳樂(lè)輝).ppt

1、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(chǎng)中，并繞垂直于_的軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),大小,方向,磁感線,交流發(fā)電機(jī)模型的原理簡(jiǎn)圖,圖1011,L1,L2,(3)變化規(guī)律(線圈在中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)) 電動(dòng)勢(shì)(e)：e_ 電壓(u)：u_ 電流(i)：i_ (4)圖象(如圖1012),Emsint,Umsint,Imsint,

2、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(guò)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(kāi)始計(jì)時(shí)),2.交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)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(duì)應(yīng)的函數(shù)

3、關(guān)系式 如：線圈從中性面開(kāi)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(kāi)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(guò)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(chǎng)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(chǎng)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

4、面開(kāi)始計(jì)時(shí)，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(duì)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(duì)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(guò)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(guò)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

5、為交變電流的有效值在沒(méi)有具體說(shuō)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(guò)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,(2008年北京海淀期末)兩個(gè)相同的白熾燈泡A1和A2接到如右圖所示的電路中，燈A1與電容器串聯(lián)，燈A2與電感線圈串聯(lián)當(dāng)a、b間接電壓最大值為Um、頻率為f的正弦交流電源時(shí)，兩燈都發(fā)光，且亮度相同更換一個(gè)新的正弦交流電源后，燈A1的亮度低于燈A2的亮度新電源兩極的電壓最大值和頻率可能是(),A最大值仍

6、為Um，而頻率大于f B最大值仍為Um，而頻率小于f C最大值大于Um，而頻率仍為f D最大值小于Um，而頻率仍為f,【答案】B 【點(diǎn)評(píng)】上面求解是根據(jù)選項(xiàng)推導(dǎo)的，也可由題干推導(dǎo)，燈A1變暗，容抗變大，故頻率變小,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),【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

7、案】BC,(滿分樣板16分)一個(gè)電阻為r、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)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(chǎng)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.,(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(guò)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60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)一周，柴油機(jī)做多少功？ (5)從圖示位置開(kāi)始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)60的過(guò)程中通過(guò)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(jiàn)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(chǎng)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(guò)程中，試問(wèn)： (1)通過(guò)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？,【思路點(diǎn)撥】(1)計(jì)算通過(guò)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(guò)程是機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化的過(guò)程，電流通過(guò)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