高考物理一轮总复习专题11交变电流第1讲交变电流的产生和描述课件

2．峰值和有效值 (1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的__最__大___值_． (2)有效值：让交流与恒定电流分别通过大小__相__同__的电阻，如果在交流的一 个周期内它们产生的__热___量___相等，则这个恒定电流 I、恒定电压 U 就是这值之间的关系 I＝___I_m2____，U＝___U_2m____，E＝Em2.
_正__弦_式____交流电．
甲
乙
丙
丁
• 2．正弦交变电流 • (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕__垂_直__于_磁__场____方向的轴匀
速转动．
• (2)中性面 • ①定义：与磁场方向___垂_直____的平面． • ②特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量__最__大__，
磁通量的变化率为__零____，感应电动势为__零___．线圈每经 过中性面一次，电流的方向就改变一次．
甲
乙
A
B
C
D
• 思路剖析：确定感应电流的变化图象，应从三个方面分析：(1)感应电 流的方向；(2)感应电流的大小；(3)感应电流大小的变化趋势．
• 【答案】D
【解析】矩形线圈绕垂直于匀强磁场的转轴匀速转动产生正弦式交变电流，
在开始计时(t＝0)时线圈在题图乙所示的位置，据右手定则判断电流为负方向，首
内容
要求 新课标卷真题
交变电流、交变电流的图象 Ⅰ
正弦交变电流的函数表达式、 峰值和有效值
Ⅰ
2016Ⅲ卷21题
理想变压器
2016Ⅰ卷16题， Ⅲ卷19题； Ⅱ 2015Ⅰ卷16题； 2014Ⅰ卷18题， Ⅱ卷21题
远距离输电
Ⅰ
实验十二 传感器的简单使 用
2016Ⅰ卷23题
命题热点
从近几年高考试题 来看，高考对本章内容 的考查重点有：交变电 流的有效值、瞬时值， 变压器的原理及应用， 远距离输电等知识．其 中针对变压器的原理及 应用的题目出现频率较 高，常以选择题的形式 考查，分值一般为6分.
ΔΦ 3．平均值：E＝__n__Δ_t___＝BLv.
• 1．[对交变电流定义的考查]对于如图所示的电流i随时间t做 周期性变化的图象，下列描述正确的是( )
• A．电流的大小变化，方向也变化，是交流电 • B．电流的大小变化，方向不变，不是交流电 • C．电流的大小不变，方向不变，是直流电 • D．以上说法都不正确 • 【答案】B
• (3)变化规律(线圈在中性面位置开始计时) • ①电动势(e)：e＝_E_m_s_in_ω__t ____；
• ②电压(u)：u＝___U_m_s_in_ω_t___；
• ③电流(i)：i＝___I_ms_in__ω_t ___.
(4)图象(如图)
甲
乙
丙
二、描述交变电流的物理量
1
1．交变电流的周期和频率的关系：T＝____f____.
第1讲 交变电流的产生和描述
【考纲解读】1.理解交变电流的产生过程，能正确书写交 变电流的表达式；2.理解描述交变电流的几个物理量，会计算 交变电流的有效值．
•考点O 讲堂梳理自查
• 一、交变电流的产生和变化规律 • 1．交变电流 • (1)定义：大小和方向随时间做__周_期__性___变化的电流． • (2)图象：下图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流，其中甲属于
【解析】由题图可知，t1 和 t3 时刻，i 最大，所以这两个时刻磁通量的变化率 最大，线圈处于垂直中性面的位置，穿过线圈的磁通量为 0.t2 和 t4 两个时刻 i＝0， 即ΔΔΦt ＝0，线圈处于中性面位置，此时穿过线圈的磁通量最大．
• 3．[对描述交变电流物理量的考查]一个交流电源的输出端 电压的瞬时表达式为U＝311sin(50πt) (V)，将一个不计内阻 的交流电流表与一个阻值为220 Ω的电阻串联后接在该电 源上，则( )
•考点1 交变电流的变化规律
1．正弦式交变电流的产生 (1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动． (2)两个特殊位置的特点 ①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ 最大，ΔΔΦt ＝0，e＝0，i＝0，电流方 向将发生改变．
②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，ΔΔΦt 最大，e 最大，i 最大，电流 方向不改变．
(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线 圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次．
(4)交变电动势的最大值 Em＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关．
• 2．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计
时)变化规律
函数表达式
图象
磁通量
Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt
先排除 A、B 两项．若在题图甲所示的位置，感应电流为负向的峰值，可见 t＝0
的
时
刻
交
变
电
流
处
于
负
半
周
且
再
经
T 8
到
达
中
性
面
位
置
，
瞬
时
表
达
式
i＝
Imsinωt－π4，所以 0＝Imsinωt－π4，即 0＝Imsin2Tπt－π4，t＝T8.
• 【解析】图示的电流方向不随时间变化，不是交流电，选 项B正确．
• 2．[对交变电流产生的“两个特殊位置”的考查](多选)矩形 线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流的波形如 图所示，下列说法中正确的是( )
• A．在t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值 • B．在t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值 • C．在t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值 • D．在t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值 • 【答案】BC
电动势 电压 电流
e＝Emsin ωt＝nBSωsin ωt u＝Umsin ωt＝RR＋Emrsin ωt i＝Imsin ωt＝RE＋mrsin ωt
• 例1 如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab，cd 中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝ 45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正， 则下图所示的四幅图中正确的是( )
• A．交流电流表的示数为1.55 A B．交流电流表的示数为1 A
• C．该交流电的频率为50 Hz D．交流电的周期为0.02 s • 【答案】B
【解析】由数学表达式可知，ω＝50π，T＝2ωπ＝0.04 s，f＝25 Hz，C、D 两
项均错；交流电流表的示数是有效值，i＝Em2Rax＝1 A，A 项错，B 项正确．