2018年学习交变电流的产生和描述课件PPT

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2 ． (2010 年广东卷改编) 如图是某种正弦式交变电压的图象，由图可确定该电压的 D )
A．周期是 0.01 s B．最大值是 110 V C．有效值是 55 2 V D．表达式是 u＝110 2sin 100πt(V)
Um 2π 解析： 由题图知最大值 Um＝110 2 V， 有效值 U＝ ＝110 V， 周期 T＝0.02 s， ω＝ T 2 ＝100π rad/s ，表达式 u＝Umsin ωt＝110 2sin100πt (V)，D 正确．
图象
e＝Em· sin ωt
u＝Um· sin ωt
i＝Im· sin ωt
2. 两个特殊位置的特点 ΔΦ (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ 最大， ＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改 Δt 变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0， 变． 3．交变电流瞬时值表达式书写的基本思路 (1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象或由公式 Em＝nBSω 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． 如：①线圈从中性面位置开始转动，则 it 图象为正弦函数图象，函数式为 i＝Imsin ωt. ②线圈从垂直中性面位置开始转动，则 it 图象为余弦函数图象，函数式为 i＝Imcos ωt. ΔΦ 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改 Δt
(1)只要线圈在匀强磁场中绕线圈平面内垂直于磁场的轴匀速转动，就产生 正弦式交流电，其变化规律与线圈的形状、与转动轴处于线圈平面内哪个位置无 关． (2)线圈转动一周两次经过中性面，所以一个周期内电流方向改变两次．
【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，则图(丙)四幅图中正确的是( )
思路点拨：从感应电流 t＝0 时，线圈的转动方向如图(乙)，由右手定则判断可得，此时 ad 中电流 方向为由 a 到 d，线圈中电流方向为 a→d→c →b→a，与规定的电流正方向相反，电流为负 值． 又因为此时 ad、 bc 两边的切割速度方向与磁场方向分别成 135° 、 45° 夹角， 由 E＝2Blv⊥， 2 2 2 2 BLv＝ Em，即此时的电动势为最大值的 倍，电流当然也是最大值的 2 2 2 2 倍 ，由图(乙)还能观察到，线圈在接下来 45° 的转动过程中，ad、bc 两边在垂直于磁场方向 上的切割速度越来越小，所以感应电动势应减小，感应电流应减小，综合上述三点可知 D 项正确． 可得 E＝2×
(2)线圈从中性面开始计时，函数表达式e＝Emsin ωt，从垂直中性面 开始计时，函数表达式e＝Emcos ωt.
2．描述交变电流的物理量 (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)所需的时间，单位是秒(s)．公式： 2π T＝ . ω ②频率 f：交变电流在单位时间(1 s)内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz)． ③周期和频率的关系 1 1 T＝ 或 f＝ . T f (2)交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 ①瞬时值：交变电流某一瞬时的值，是时间的函数． ②峰值：交变电流所能达到的最大值． 如果它们在相同的时间内 让交变电流与恒定电流分别通过阻值相等的电阻， ③有效值： 产生的热量相等，则这个恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值． 称为该 线圈在转动过程中从一个位置到另一位置所产生的电动势的平均值， ④平均值： ΔΦ 过程的平均电动势，其数值可用 E ＝n 计算． Δt
高三物理复习课件（导与练福建）第10章
第一课时 交变电流的产生和描述
(对应学生用书第136页) 1．知道交变电流的产生及正弦交流电各物理量的变化规律、图象． 2．理解交变电流有效值的意义，会对简单交变电流的有效值进行计算．
(对应学生用书第136页) 1．交变电流的产生和变化规律 (1)交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流． (2)正弦式交变电流的产生：将线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁感线的轴匀速转动， 线圈中就会产生正弦式交变电流． (3)中性面
(对应学生用书第137～139页)
交变电流的产生及变化规律
1．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
规律 物理量 磁通量 ＝BScos ωt 电动势 ＝nBSωs in ωt 电压 ＝ REm sin ωt R＋r 电流 ＝ Em sin ωt R＋r
函数 Φ＝Φmcos ωt
①定义：与磁场方向垂直的平面．
②特点： a．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． b．线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一 次．
(4)正弦式交变电流的图象(线圈在中性面位置开始计时)
(5)正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
3．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间 变化的图象如图(甲)所示，则下列说法中正确的是( B )
A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻Φ的变化率达最大 C．0.02 s时刻感应电动势达到最大 D．该线圈相应的感应电动势图象如图(乙)所示
解析：中性面位置应为磁通量最大，磁通量变化率为零，产生感应电动势为零，ACD 错误，B正确．
对正弦式交变电流，其有效值和峰值之间的关系： Im Um Em I＝ ≈0.707Im，U＝ ≈0.707Um，E＝ ≈0.707Em. 2 2 2
(对应学生用书第136～137页) 1．如图中不属于交变电流的是( D )
解析：方向随时间做周期性变化是交流电的最主要特征，也是交流电和直流电的根本区 别．交流电的方向一定改变，而大小可以变也可以不变．所以不仅B、C图中是交流电， A图中也是．只有D图中电流方向不变，不属于交流电．
①电动势e随时间变化规律：e＝Emsin_ωt.
②电压u随时间变化规律：u＝Umsin_ωt. ③电流i随时间变化规律：i＝Imsin_ωt. 其中ω为线圈转动的角速度，Em＝NBSω 若线圈电阻为r，外电路电阻为R，则e、u、i关系为：e＝i(R＋r)，u＝iR.
最大．
(1)线圈位于与中性面垂直的位置时，磁通量为零．但磁通量的变化率