高三物理一轮复习-交变电流.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,抓基础,双 基,夯 实,菜 单,研考向,要 点,探 究,隐 藏,山东金太阳书业有限公司,培素养,技 能,提 升,练典题,知 能,检 测,高考总复习 物理（,AH,）,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章交变电流,明考情,高效备考,【,想一想,】,如图所示，线圈绕轴,OO,匀速转动时产生的感应电流有什么特点？线圈在哪个位置时感应电流最大？,提示：,电流的大小和方向随时间发生变化当线圈平面和磁场平行时，感应电流最大,第,1,单元交变电流的产生和描述,基础探究,交变电流的产生及变化规律,【,填一填,】,1,交变电流的产生,(1),交变电流：大小和方向都随时间做,变化的电流,(2),正弦交变电流的产生：将线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁感线的轴,，线圈中就会产生正,(,余,),弦交变电流,(3),中性面,定义：与磁场方向,的平面,特点,a,线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量,，磁通量的变化率为,，感应电动势为,b,线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过,一次，电流的方向就改变一次,周期性,匀速转动,垂直,最大,零,零,中性面,nBS,sin,t,nBS,I,m,sin,t,提示：,(1),T,表示周期,U,m,和,I,m,分别表示电压和电流的最大值,(2),不能,描述交变电流的物理量,【,填一填,】,1,周期和频率,(1),周期,T,：交变电流完成一次周期性变化,(,线圈转一周,),所需的,(2),频率,f,：交变电流在,1 s,内完成,的次数，单位是,Hz.,(3),周期和频率的关系,时间,周期性变化,2,交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值,(1),瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数,(2),峰值：交变电流的电流或电压所能达到的,(3),有效值：让交变电流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一个周期内,相等，则这个恒定电流,I,、恒定电压,U,就是这个交变电流的有效值,(4),正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系,最大值,产生的热量,基础自测,1,下图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是,(,),解析：,线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，就能产生正弦交流电，故选,C.,答案：,C,2,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产生的交流电动势的最大值为,E,m,.,设,t,0,时线圈平面与磁场平行，当线圈的匝数增加一倍，转速也增大一倍，其他条件不变时，交流电的电动势为,(,),A,e,2,E,m,sin 2,t,B,e,4,E,m,sin 2,t,C,e,E,m,sin 2,t,D,e,4,E,m,cos 2,t,解析：,E,m,nBS,所以当,n,和,都增大一倍时，电动势的最大值增大到原来的,4,倍，再考虑到相位与,的关系，所以选项,D,正确,答案：,D,答案：,C,4在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速运动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则(),A,t,0.005 s时线框的磁通量变化率为零,B,t,0.01 s时线框平面与中性面重合,C线框产生的交变电动势有效值为311 V,D线框产生的交变电动势频率为100 Hz,答案：,B,【,互动探究,】,1,闭合线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的变化规律和线圈形状、转轴有关吗？,2,交变电流方向发生改变时，线圈中的磁通量及磁通量的变化率有什么特点？,正弦交变电流的产生及变化规律,【,核心突破,】,1,正弦式交变电流的产生与描述,2.,交变电流瞬时值表达式书写的基本思路,(1),确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式,E,m,nBS,求出相应峰值,(2),明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式,若线圈从中性面位置开始转动，则,i,t,图象为正弦函数图象，函数式为,i,I,m,sin,t,.,若线圈从垂直中性面位置开始转动，则,i,t,图象为余弦函数图象，函数式为,i,I,m,cos,t,.,思路点拨,解此题的关键是理解,e,t,图象的物理意义，并将,e,t,图象与线圈转动情景相对应,答案,C,1(年池州高三质检)如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则(),A乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程,B乙图中c时刻对应甲图中的C图,C若乙图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变了50次,D若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz,解析：,由交变电流的产生原理可知，甲图中的,A,、,C,两图中线圈所在的平面为中性面，线圈在中性面时电流为零，再经过,1/4,个周期电流达到最大值，再由楞次定律判断出电流的方向，因此甲图中,A,至,B,图的过程电流为正，且从零逐渐增大到最大值，,A,对；甲图中的,C,图对应的电流为零，,B,错；每经过中性面一次线圈中的电流方向就要改变一次，所以在一个周期内电流方向要改变两次，所以在乙图中对应,Od,段等于交变电流的一个周期，若已知,d,等于,0.02 s,，则频率为,50 Hz,1 s,内电流的方向将改变,100,次，,C,错；若乙图中,b,等于,0.02 s,，则交流电的频率应该为,25 Hz,，,D,错,.,答案：,A,【,互动探究,】,1,交变电流的“四值”通常指哪“四值”？,2,“平均值”和“有效值”在应用时有哪些区别？,交变电流“四值”的比较,【,核心突破,】,1,交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值的比较,答案,D,1交变电流的“四值”通常指哪“四值”？,(1)周期T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的,明考情 高效备考,2“平均值”和“有效值”在应用时有哪些区别？,D若乙图中b等于0.,【典例】如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r0.,Ae2Emsin 2t,D若乙图中b等于0.,4在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速运动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则(),(1)线圈运动时产生的感应电动势E的大小；,02 s，则频率为50 Hz,1 s内电流的方向将改变100 次，C错；,(2)正弦交变电流的产生：将线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁感线的轴 ，线圈中就会产生正(余)弦交变电流,闭合线圈在磁场中受外力转动产生感应电动势，形成感应电流，与外电路结合，消耗机械能转化为电能涉及知识为法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、交变电流的“四值”等,(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数,(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式EmnBS求出相应峰值,4在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速运动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则(),(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式EmnBS求出相应峰值,C线框产生的交变电动势有效值为311 V,2矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产生的交流电动势的最大值为Em.,(4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系,解析：由交变电流的产生原理可知，甲图中的A、C两图中线圈所在的平面为中性面，线圈在中性面时电流为零，再经过1/4个周期电流达到最大值，再由楞次定律判断出电流的方向，因此甲图中A至B图的过程电流为正，且从零逐渐增大到最大值，A对；,1正弦式交变电流的产生与描述,交变电流“四值”的比较,(2)频率f：交变电流在1 s内完成 的次数，单位是Hz.,(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数,01 s时线框平面与中性面重合,(4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系,(1)线圈运动时产生的感应电动势E的大小；,50，它的引出线接有R29.,1交变电流的“四值”通常指哪“四值”？,交变电流“四值”的比较,答案：,D,发电机模型,模型构建,发电机模型是高考中以电磁感应为知识背景命题的常见模型，凡是在外力作用下做切割磁感线运动而产生感应电流的导体均可看成此类模型,模型特点,闭合线圈在磁场中受外力转动产生感应电动势，形成感应电流，与外电路结合，消耗机械能转化为电能涉及知识为法拉第电磁感应定律、楞次定律、闭合电路欧姆定律、交变电流的“四值”等,【,典例,】,如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径,r,0.10 m,、匝数,n,20,的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布,(,其右视图如图乙所示,),在线圈所在位置磁感应强度,B,的大小均为,B,0.20 T,，线圈的电阻为,R,1,0.50,，它的引出线接有,R,2,9.5,的小电珠,L.,外力推动线圈框架的,P,端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠当线圈向右的位移,x,随时间,t,变化的规律如图丙所示时,(,x,取向右为正,),求：,(1),线圈运动时产生的感应电动势,E,的大小；,(2),线圈运动时产生的感应电流,I,的大小；,(3),每一次推动线圈运动过程中作用力,F,的大小；,(4),该发电机的输出功率,P,.,答案,(1)2 V,(2)0.2 A,(3)0.5 N,(4)0.38 W,本小节结束,请按,ESC,键返回,