高三物理一轮学案61 交流电1
2019届一轮复习人教版 交流电 学案
一、交变电流1．交变电流的定义⑴ 交变电流：大小和方向都随着时间做周期性变化的电流。
⑵ 正（余）弦交流电：按正（余）弦规律变化的电动势、电流称为正（余）弦交流电。
2．正弦交流电的产．．．．．．．学生．．⑴ 装置：如图甲所示，当磁场中的线圈连续转动时，流过电流表的电流方向就会发学生周期性变化，产学生交变电流。
⑵ 过程分析：如图乙所示为线圈abcd 在磁场中绕轴OO 转动的截面图，ab 和cd 两个边要切割磁感线，产学生电动势，线圈上就有了电流（或者说穿过线圈的磁通量发学生变化而产学生了感应电流）。
具体分析可从图中看出：图①时，导体不切割磁感线，线圈中无电流；图②时，导体垂直切割磁感线，线圈中有电流，且电流从a 端流入； 图③同学图①；图④中电流从a 端流出；图⑤同学图①，这说明电流方向发学生了变化。
线圈每转一周，电流方向改变两次，电流的方向改变的时候就是线圈中无电流的时刻（或者说磁通量最大的时刻）。
由于在线圈转一周的过程中，线圈的磁通量有两次达到最大，故电流的方向在线圈转动一周的过程中改变两次，我们把线圈平面垂直于磁感线的位置叫做中性面。
注：中性面的特点：复习复习第15讲 交流电① 线圈转到中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为 零，感应电动势为零；② 线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过一次中性面，电流的方 向就改变一次。
3．正弦交流电的变化规律⑴ 交变电流的数 表达式如图所示，当线圈abcd 从经过中性面开始计时，ab 和cd 边产 学生的电动势均为sin BLv t ω，则此时整个线圈的电动势为m sin e E t ω=。
由m sin e E t ω=知，线圈中的交变电流按正弦规律 变化，这种交变电流叫正弦交变电流。
说明： ]① 上式表示形式仅限于从中性面开始计时的情况，当从垂直于中性 面开始计时时，表达式应为m cos e E t ω=。
② 交变电动势的最大值m 2E BLv =，当线圈abcd 绕中心轴线（ad 、bc 中点连线）匀速转动时，设角速度为ω，则2ad Lv ω=⋅，线圈的面积ad ab S L L =⋅，所以m E BS ω=。
高三物理一轮复习——交变电流的产生和描述复习学案及考点分析
高三物理一轮复习——交变电流的产生和描述复习学案及考点分析知识梳理一、正弦式交变电流1．产生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，ΔΦΔt＝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，ΔΦΔt最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变． 3．电流方向的改变一个周期内线圈中电流的方向改变两次．4．交变电动势的最大值E m ＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关．5．交变电动势随时间的变化规律(中性面开始计时)e ＝nBSωsin_ωt .自测1 (多选)关于中性面，下列说法正确的是( )A ．线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零B ．线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大C ．线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次D ．线圈每转动一周即经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次 答案 AC二、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1次周期性变化所需要的时间，单位是秒(s)．表达式为T ＝2πω＝1n(n 为转速)．(2)频率f ：交变电流在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：T ＝1f 或f ＝1T. 2．交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值．(2)最大值：交变电流或电压所能达到的最大的值．(3)有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值．(4)正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系I ＝I m 2，U ＝U m 2，E ＝E m 2. (5)交变电流的平均值E ＝n ΔΦΔt ，I ＝n ΔΦ(R ＋r )Δt. 自测2 (2019·贵州安顺市上学期质量监测)如图1所示，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一个匝数为N 的矩形线圈abcd ，线圈面积为S ，ab 边与磁场垂直，ab 边始终与金属滑环K 相连，cd 边始终与金属滑环L 相连．现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad 、bc 中点的轴匀速转动．下列说法中正确的是( )图1A ．将交流电流表串联到电路中，其示数随时间按余弦规律变化B ．线圈转动的角速度越大，通过电阻R 的电流越小C ．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大且E m ＝NBSωD ．线圈平面每转过半圈，穿过线圈平面的磁通量变化量为零答案 C解析 交流电流表测量的是交变电流的有效值，不随时间变化，故A 错误；根据e ＝NBSωcos ωt 可知，线圈转动的角速度越大，产生的感应电动势越大，通过电阻R 的电流越大，故B 错误；题图所示位置，线圈平面与磁场平行，产生的感应电动势最大，最大值为E m ＝NBSω，故C 正确；线圈从中性面位置每转过半圈，穿过线圈平面的磁通量变化量为2BS ，故D 错误．1．交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)2.交变电流瞬时值表达式(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式E m＝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线圈在中性面位置开始计时，则i－t图象为正弦函数图象，函数表达式为i＝I m sin ωt.②线圈在垂直于中性面的位置开始计时，则i－t图象为余弦函数图象，函数表达式为i＝I m cos ωt.例1(多选)(2019·贵州安顺市适应性监测(三))风电是一种清洁、绿色的可再生能源，中国的风电装机容量，目前处于世界领先地位．图2甲为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连．在某一风速时，传感器显示如图乙所示，则()图2A．磁铁的转速为10 r/sB．线圈两端电压的有效值为6 2 VC．交变电流的电压表达式为u＝12sin 5πt(V)D．该交变电流的频率为50 Hz答案BC解析 电压的周期为T ＝0.4 s ，故磁铁的转速为n ＝2.5 r/s ，f ＝2.5 Hz ，故A 、D 错误；通过题图乙可知电压的最大值为12 V ，故有效值U ＝U m 2＝122V ＝6 2 V ，故B 正确；周期T ＝0.4 s ，故ω＝2πT ＝2π0.4rad /s ＝5π rad/s ，故电压的表达式为u ＝12sin 5πt (V)，故C 正确． 变式1 (多选)(2016·全国卷Ⅲ·21)如图3，M 为半圆形导线框，圆心为O M ；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N ；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线O M O N 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．现使线框M 、N 在t ＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面且过O M 和O N 的轴，以相同的周期T 逆时针匀速转动，则( )图3A ．两导线框中均会产生正弦交流电B ．两导线框中感应电流的周期都等于TC ．在t ＝T 8时，两导线框中产生的感应电动势相等 D ．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等答案 BC解析 两导线框进入磁场过程中，匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不变，选项A错误；导线框的转动周期为T ，则感应电流的周期也为T ，选项B 正确；在t ＝T 8时，切割磁感线的有效长度相同，两导线框中产生的感应电动势相等，选项C 正确；一个周期内，M 导线框中一直有感应电流，N 导线框中只有一半时间内有感应电流，所以两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值不相等，选项D 错误．变式2 (2019·山东日照市上学期期末)在匀强磁场中，一个100匝的矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，线圈外接定值电阻和理想交流电流表(如图4甲所示)．穿过该线圈的磁通量按正弦规律变化(如图乙所示)．已知线圈的总电阻为2 Ω，定值电阻R ＝8 Ω.下列说法正确的是( )。
一轮学案：交流电
交变电流、交变电流的图象Ⅰ(考纲要求)1.交变电流(1)定义：和都随时间做周期性变化的电流．(2)图象：如图(a)、(b)、(c)、(d)所示是否属于交变电流．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电，如图(a)所示．2．正弦交流电的产生和图象②中性面与峰值面的比较(2)产生：在匀强磁场里，线圈绕方向的轴匀速转动．(3)图象：正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值Ⅰ(考纲要求)1．周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T＝2πω(2)频率(f)：交变电流在1 s内完成周期性变化的．单位是赫兹(Hz)．(3)周期和频率的关系：T ＝ 1f 或f ＝ 1T.2．正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)(2)最大值：也叫峰值，它是瞬时值的最大值，它反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面跟磁感线 时，交流电动势最大，其值为E m ＝ (转轴垂直于磁感线)．(3)平均值：其量值可用法拉第电磁感应定律E －＝n ΔΦΔt来求．(4)有效值：交变电流的有效值是根据电流的 规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值．正弦交流电的有效值跟最大值之间的关系是：E ＝12 E m 、I ＝12I m ，U ＝12U m . 1．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，能产生正弦式交变电流的是( )．2．如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，在t＝π2ω时刻( )．A．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈所受的安培力为零D．穿过线圈磁通量的变化率最大3.如图10-1-2所示，矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内．下述说法正确的是( )．A．因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零B．线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C．线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值最大D．若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的有效值也增大一倍4．某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流．现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图象是( )．5. (2012·扬州模拟)一正弦式电流的电压随时间变化的规律如图10-1-3所示．由图可知( )．A．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u＝100sin 25t(V)B．该交变电流的频率为25 HzC．该交变电流的电压的有效值为100 VD．若将该交流电压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W6．(2012·广东江门市模拟)风速仪的简易装置如图10-1-4甲所示．在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈中的感应电流随风速的变化而变化．风速为v1时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图10-1-4乙所示；若风速变为v2，且v2>v1，则感应电流的峰值I m和周期T的变化情况是( )．A．I m变大，T变小B．I m变大，T不变C．I m变小，T变小D．I m不变，T变大7.如图10-1-5(a)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10-1-5(b)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则下列四幅图中正确的是( )一类是给出图象，求解有关的物理量；另一类是通过计算，将结果用图象表示出来.8如图10-1-6所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是( )． A ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B ．线圈先后两次转速之比为3∶2C ．交流电a 的瞬时值为u ＝10sin 5πt (V)D ．交流电b 的最大值为203V1边长l 2＝25 cm ，放在磁感应强度B ＝0.4 T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO ′轴以n ＝3 000 r/min 的转速匀速转动，线圈电阻r ＝1 Ω，外电路电阻R ＝9 Ω，t ＝0时，线圈平面与磁感线平行，ab 边正转出纸外、cd 边转入纸里． (1)在图中标出t ＝0时感应电流的方向； (2)写出感应电动势的瞬时值表达式； (3)线圈转一圈外力做多少功？(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R 的电荷量是多少？10.电阻为1 Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图10-1-8所示．现把交流电加在电阻为9 Ω的电热丝上，下列判断正确的是( )．A ．线圈转动的角速度ω＝100 rad/sB ．在t ＝0.01 s 时刻，穿过线圈的磁通量最大C ．电热丝两端的电压U ＝100 2 VD ．电热丝此时的发热功率P ＝1 800 W11.(2011·皖南八校联考)如图10-1-9所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min 的时间，两电阻消耗的电功之比W 甲∶W 乙为( )．A ．1∶ 2B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶612.一个边长为6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36 Ω.磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为( )A.2×10－5 AB.6×10－5 AC.22×10－5 A D.322×10－5 A13．(2011·天津卷，4)在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图10-1-15甲所示，产生的交变电动势的图象如图10-1-15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 VD ．线框产生的交变电动势频率为100 Hz14．(2011·安徽卷，19)如图10-1-14所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B .电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动(O 轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为( )．A.BL 2ω2RB.2BL 2ω2RC.2BL 2ω4RD.BL 2ω4R15.如右图所示，单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中，中心轴线OO ′与磁场边界重合，线圈绕中心轴线按图示方向 (从上向下看逆时针方向)匀速转动，t ＝0时线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcd 为正方向，则下图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是( )。
高考物理第一轮复习教案
高考物理第一轮复习教案本教案是针对高考物理考试的第一轮复习内容而制定，旨在帮助学生巩固基础知识，提高解题能力。
本教案内容全面、系统、科学，具有很好的可操作性和实用性。
通过本教案的学习，相信学生们能够在物理考试中取得好成绩。
一、基础知识复习1. 电学基础(1) 电荷守恒定律电路中的电荷守恒定律是指：在任何时刻，电路中封闭表面内的总电量不变，即电路中的电荷守恒。
(2) 电流和电量电流是电荷在电路中运动所产生的效应，是单位时间内通过导体横截面的电量。
电量是电荷的数量单位。
(3) 电势差和电场强度电势差是一个物理量，描述两点之间发送电场力所需要的能量，记作V。
电场强度是受力电荷单位所受的电场力，记作E。
2. 光学基础(1) 光的传播方式光线传播方式包括直线传播和弯曲传播两种，其中直线传播是光在同一均匀介质中直线传播，弯曲传播是光在介质分界面反射、折射、绕射、散射等情况下的传播方式。
(2) 光的物理特性光的物理特性包括反射、折射、干涉、衍射等。
光线从一种介质到另一种介质时，会发生反射和折射。
干涉是指两束光线相遇时发生的相长、相消的现象。
衍射是指光线遇到物体在它们的背后弯曲或弯曲而通过物质时，光线被散射以产生图案。
二、解题技巧提高1. 答题方法在做物理题目时，需要结合基础知识和解题技巧，进行分析、计算和判断。
特别是在考试中，要注重解题速度和准确性，根据题目要求进行分类讨论，并在解答中加上必要的图像。
2. 常见难点在物理学习中，对于电学和光学方面的知识，并不如力学那么直观，因此很容易出现一些难点。
如电荷分布和场强方向的计算、光线的衍射现象等，这些难点需要同学们进行反复训练。
三、课堂实践操作1. 电路实验电路实验是检验电学知识的重要手段，可以将理论知识和实际操作相结合。
学生们可以通过实验来深入了解电路中的电流、电势差、电容器和电阻的作用，提高实验技能和解决问题的能力。
2. 光学实验光学实验是学生了解光的性质和传播方式的有效方式。
高中物理交流电教案
高中物理交流电教案教学目标：1. 了解交流电的基本概念和特点；2. 掌握交流电的描述形式及其计算方法；3. 能够应用所学知识解决交流电相关问题。
教学内容：1. 交流电的基本概念及特点；2. 交流电的描述形式：正弦函数表示；3. 交流电的计算方法：有效值、峰值、频率、周期等。
教学重点：1. 交流电的基本概念和特点；2. 交流电的描述形式及计算方法。
教学难点：1. 正弦函数表示交流电的描述形式；2. 有效值、峰值、频率、周期的概念及其计算方法。
教学准备：1. 教案、课件、习题册等教学资料；2. 实验设备及实验材料。
教学过程：一、导入新课（5分钟）通过提出问题或展示一个实际案例，引入交流电的概念，激发学生的学习兴趣。
二、讲授交流电的基本概念和特点（15分钟）1. 介绍交流电的定义和特点；2. 分析直流电和交流电的异同点。
三、讲解交流电的描述形式（20分钟）1. 解释正弦函数表示交流电的原理；2. 讲解交流电的有效值、峰值、频率、周期等概念。
四、进行实验演示（15分钟）通过实验演示，让学生观察交流电的波形变化，加深对交流电特点的理解。
五、学生练习（15分钟）让学生进行相关练习，巩固所学知识。
六、课堂小结（5分钟）对本节课的重点内容进行总结，并展示下节课的预习内容。
教学反思：本节课主要介绍了交流电的基本概念和特点，通过讲解描述形式和实验演示，让学生更好地理解交流电的本质。
在教学过程中，需要注重引入实际案例和生活中的应用，以提高学生的学习兴趣和主动性。
同时，通过巩固练习和课堂小结，加深学生对交流电知识的理解和掌握，提高教学效果。
高三物理一轮复习教学案交变电流 文档
高三物理一轮复习教学案交变电流复习要点1、交变电流的产生、变化规律及图象表达2、表征交变电的物理量、交变电的有效值3、电感和电容对交变电的影响4、变压器的构造、作用、原理5、理想变压器的理想化条件及规律6、远距离办理电二、难点剖析1、交变电流的几个基本问题（1）产生交变电流的基本原理：法拉第电磁感应定律。
（2）产生交变电流的基本方式（3）交变电流的规律（以交变电动势为例）使线圈在匀强磁场中相对做匀速转动而切割磁感线所产生的交变电流是正弦交变电流，其规律的一般表达式为)sin(0ϕωε+=t e m 。
推导过程如下： )sin(22022ϕω+==⊥t vB Nl B v Nl e)sin()sin()sin(00021ϕωεϕωωϕωω+=+=+=t t B NS t B l Nl m（4）把握交变电流规律的三个要素（以交变电动势为例）。
m ε——交变电动势最大值：当线圈转到穿过线圈的磁通量为0的位置时，取得此值。
应强调指出的是，m ε与线形状无关，与转轴位置无关，其表达式为B NS m ωε=。
ω——交变电流圆频率：实际上就是交流发电机转子的转动角速度。
它反映了交变电流变化的快慢程度，与交变电流的周期T 和频率f 间的关系为f Tππω22==。
0ϕ——交变电流初相：它由初始时线圈在磁场中的相对位置决定，实际上就是计时起点线圈平面与中性面间的夹角。
（5）交变电流的有效值①有效值是根据电流的热效应来规定的，在周期的整数倍时间内（一般交变电流周期较短，如市电周期仅为0.02s ，因而对于我们所考察的较长时间来说，基本上均可视为周期的整数倍），如果交变电流与某恒定电流流过相同电阻时其热效应相同，则将该恒定电流的数值叫做该交变电流的有效值。
②一般交变电流表直接测出的是交变电流的有效值，一般用电器铭牌上直接标出的是交变电流的有效值，一般不作任何说明而指出的交变电流的数值都是指有效值。
③交变电流的有效值),,(I U ε与其相应的最大值()m m m I U ,,ε间的关系为I I U U m m m 2,2,2===εε。
高三物理交流电知识点讲解
高三物理交流电知识点讲解在高三物理学习中，交流电是一个非常重要的知识点。
交流电（Alternating Current，简称AC）指的是电荷在电路中周期性改变方向的电流。
相对于直流电（Direct Current，简称DC）而言，交流电在生活和工业应用中更为常见和普遍。
本文将对高三物理学习中的交流电知识点进行讲解。
1. 交流电的产生和表示方式交流电的产生可通过交流发电机实现。
交流发电机通过转动磁场和导线之间的相互作用，产生交变方向的电流。
交流电的表示方式可以用正弦函数来描述，即I=I_msin(ωt+φ)，其中I表示电流大小，I_m表示最大电流值，ω表示角频率，t表示时间，φ表示相位差。
正弦函数的图像为一条波动的曲线，表示了电流大小随时间的变化。
2. 交流电的频率和周期交流电的频率指的是单位时间内交流电的周期数，单位是赫兹（Hz）。
在中国，电力系统的频率一般为50Hz。
而交流电的周期则是指交流电一次完整的正弦波的时间，单位为秒。
频率和周期是交流电的两个基本特征，它们之间有着倒数的关系，即f=1/T。
3. 交流电的有效值与峰值在交流电中，电流大小是不断变化的，因此需要对其进行一种平均化的描述。
这就引入了交流电的有效值和峰值概念。
交流电的有效值表示其等效于相同功率的直流电的大小。
通常所说的交流电电压220V即为有效值。
峰值则表示交流电最大值与零值之间的差异，峰值的大小是有效值的1.414倍。
4. 交流电的相位差和相位关系交流电的相位差指的是两个交流电信号之间的时间差。
对于交流电而言，相位差可以用来描述电流和电压之间的关系。
当电流和电压的相位差为0或180度时，它们之间呈现同相或反相关系。
同相表示电流和电压的正负两个极性同时发生变化，而反相则表示它们的正负极性相反。
相位差的改变会导致交流电电路中电压和电流的变化，从而产生不同的电路特性。
5. 交流电的电阻、电感和电容在交流电路中，电阻、电感和电容是基本的电路元件。
一轮复习-导学案60-交流电-教师版
一轮复习-高三物理导学案60-交流电的产生和描述-教师版
“东师学辅” 导学练·高三物理（60）
交流电的产生和描述
1. 请将本节课所涉及的知识点整理于此。
（概念，规律，公式，注意事项）
一、交流电产生
1. 感应电动势随时间变化的表达式推导；
2. 中性面；
二、交流电的描述 1. 图像 2. 公式
3. 物理量：频率，峰值，有效值
2. 本节课还有哪些概念不理解？哪些地方没听懂？哪些方法还不会使用？
1. 有人说，线圈转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，因而线圈中的感应电动势最大；线圈跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为0，因而感应电动势为0。
这种说法对否，为什么？
2. 下图是通过一个R =1Ω的电阻的电流i 随时间变化的图线。
（1）怎样计算一个周期内这个电阻上产生的热量？
（2）如果有一个大小、方向都不变的恒定电流流过这个电阻，也能在上述一个周期时间内产生同样的热量，这个电流是多大？
【典例1】下图是交流发电机的示意图，请完成下列填空。
2014-2015学年上学期
一轮复习-高三物理导学案60-交流电的产生和描述-教师版
【变式1】
【A 】
【典例2】（多选）
【ABD 】 【变式2】（多选） 【AD 】
【典例3】 【
】
【变式3】
【典例4】 【B 】
【变式4】
【A 】
作业：
目标检测，P251,1,2,3
， P253,1。
高三物理一轮复习《交变电流的产生及其规律》导学案
高三物理一轮复习《交变电流的产生及其规律》导学案（学生用）【学习目标】1、理解交变电流的产生原理。
2、掌握交变电流的变化规律及表示方法。
3、理解表征交变电流的物理量并能利用相关公式计算。
【学习重点和难点】1、交变电流的变化规律及其应用。
2、交流电的最大值、有效值的计算。
【使用说明及学法指导】先通读教材有关内容，进行知识梳理归纳，再认真限时完成课前预习部分内容，并将自己的疑问记下来（写上提示语、标记符号）。
【课前预习案】一、知识点一、交变电流的产生1、交变电流的概念（1）________和_________都随时间做周期性变化的电流叫做_______________，简称_______。
（2）几种常见的交变电流图形：磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生正弦交变电流。
矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，将经过两个特殊位置，其特点分别是：(1)中性面（如图a、c、e）：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面。
线圈平面处于中性面位置时：A.线圈各边都不切割磁感线，回路产生的感应电动势为______，即感应电流等于______。
B.磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以线圈平面的磁通量_______，磁通量的变化率为____。
(2)线圈平面跟中性面垂直时（如图b、d）：线圈平面与磁感线_______，磁通量为______。
线框的ab、cd边垂直切割磁感线，回路产生的感应电动势_________。
由法拉第电磁感应定律知，线圈的磁通量的变化率___________。
3、正弦交流电的表达式如线圈经过中性面位置开始计时，瞬时电动势e=____________，瞬时电压u=___________，瞬时电流i=_____________。
其中，_________为线圈产生的交流电动势最大值，________为交流电压的最大值，_______为交流电流的最大值，ω为线圈转动的_________，则ωt为线圈转动的________________。
教科版物理高考第一轮复习——交流电问题(学案)
教科版物理高考第一轮复习——交流电问题（学案）一、教学内容：高考第一轮复习——交流电问题二、学习目标：1、把握交流发电机及其产生正弦式电流的原理、正弦交流电的图象及变化规律。
2、明白得描述交变电流的物理量及交流电的最大值与有效值、瞬时值、平均值的区别。
3、明白得变压器的工作原理及远距离输电的原理及其应用。
4、重点把握与交流电问题相关的重要的习题类型及其解法。
考点地位：交流电的产生、描述交流电的物理量内容重点考查交流电的产生原理、交流电有效值与瞬时值的运算、正弦交流电的函数表达式、图象及利用函数关系式或图象求解涉及交流电的“四值”问题，出题形式多以选择题形式为主。
（一）交变电流1. 交变电流的概念（1）交变电流：大小和方向都随时刻作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电。
（2）正弦式电流：随时刻按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流，正弦式电流的图象是正弦曲线，我国使用的交变电流差不多上正弦式电流。
2. 正弦交变电流的产生及变化规律（1）正弦式电流的产生①产生方法：如图所示，将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中就会产生正弦式电流。
②中性面：中性面的特点是，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；线圈通过中性面时，内部的电流方向要发生改变。
（2）规律：N 匝面积为S 的线圈以角速率ω转动，从某次通过中性面开始计时，则t sin NBS e ωω=，用max E 表示峰值ωNBS ，则t sin E e max ω=，电流t sin RE R e i max ω==。
3. 交变电流的有效值（1）交变电流的有效值是依照电流的热效应来规定的，即在同一时刻内，某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值。
（2）正弦交流电的有效值与最大值之间的关系为：2I I ,2U U ,2E E max maxmax===。
各种交流电器设备上的标示值及交流电表上的测量值都指有效值。
2019-2020届高三物理一轮教案交变电流
2019-2020届高三物理一轮教案交变电流教学目标：1．掌握交流发电机及其产生正弦式电流的原理，正弦式电流的图象和三角函数表达，2．理解最大值与有效值，周期与频率；3．知道电阻、电感和电容对交变电流的作用，感抗和容抗教学重点：交流的基本概念教学难点：交流电路的分析与计算教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、交变电流的产生1. 正弦交流电的产生当闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就有交流电产生．如图所示．设矩形线圈abcd以角速度ω绕oo' 轴、从线圈平面跟磁感线垂直的位置开始做逆时针方向转动．此时，线圈都不切割磁感线，线圈中感应电动势等于零．经过时间t 线圈转过ωt 角，这时ab 边的线速度v方向跟磁感线方向夹角等于ωt ，设ab 边的长度为l ，bd 边的长度为l'，线圈中感应电动势为t l Bl e ωωsin 22'=当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，线圈转过T /4时间，ωt =π/2，ab 边和cd 边都垂直切割磁感线，sin ωt =1，线圈中感应电动势最大，用E m 来表示，E m =BS ω．则e =E m sin ωt由上式知，在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动的线圈里产生的感应电动势是按正弦规律变化的．根据闭合电路欧姆定律：t R E R e i m ωsin ==，令R E I m m =，则 i=I m sin ωt路端电压u=iR=I m R sin ωt ，令U m =I m R ，则u=U m sin ωt如果线圈从如图所示位置开始转动，电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律变化e=E m cos ωt i=I m cos ωtu=U m cos ωt2．中性面当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做中性面．应注意：①中性面在垂直于磁场位置．②线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大．③线圈平面通过中性面时感应电动势为零．④线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次．3．正弦交流电的图象矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动，线圈里产生正弦交流电．当线圈从中性面开始转动，在一个周期中：在t（0，T/4）时间内，线圈中感应电动势从0达到最大值E m．在t（T/4，T/2）时间内，线圈中感应电动势从最大值E m减小到0．在t（T/2，3T/4）时间内，线圈中感应电动势从0增加到负的最大值-E m．在t （3T/4，T）时间内，线圈中感应电动势的值从负的最大值-E m减小到0．电路中的感应电流、路端电压与感应电动势的变化规律相同，如图所示．二、描述交变电流的物理量1、瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：t e m ωεsin =，t I i m ωsin =.应当注意必须从中性面开始。
高三一轮交流电(1)
10.1 交变电流的产生和描述【自主学习】从今天起，做一个扎实的人1．交变电流的产生：大小和方向都随时间做变化的电流叫交变电流，按规律变化的电流叫正弦交流电。
(1)正弦交电流的产生：将一个矩形线圈置于中，并使它绕于磁感线的轴做转动，线圈中就产生出正(余)弦交变电流。
如图所示，由中性面开始经过时间t转过wt角，线圈ab，cd切割磁感线产生感应电动势。
中性面：线圈平面与磁场时，磁通量，磁通量的变化率，线圈中感应电动电动势，感应电流。
线圈每次经过此位置时，电流方向就改变一次，一周内电流方向改变次，50HZ的交流电，在1秒内电流改变次方向。
2．正弦交电流的变化规律( 从中性面开始计时 )(1) e =，u= , ,i =(2)正弦交流电流的图象(如图，从中性面开始计时)3．表征交变电流的物理量(1)交变电流的最大值：Em = ,Im =(2)交变电流的有效值：交变电流的有效值是根据电流的规定的。
没有特别说明时，通常所说的交流电流、电压、电动势都是指，交流电表测量的值也是，交流用电设备铭牌标出的电压、电流值也是指。
在正弦交变电流中有效值为：E= ，U= ，I= 。
(3)交变电流的周期和频率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1s内完成变化的次数。
角速度与周期、频率和转速的关系：③我国生产和生活用交变电流的周期T= s，频率f= Hz，这种交变电流的方向在1s 内改变次。
【自我检测】从今天起，做一个了解自己的人1．如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕OO‘轴匀速转动，产生交变电流，以下说法正确的是（）A. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次B. 线圈每转动一周，感应电流的方向改变一次C. 当线圈平面在中性面时，线圈中感应电动势最大D. 线圈中磁通量变化率最大时，线圈中通过的磁通量为零2．如图所示为某交变电动势随时间变化的图象，从图象中可知交变电流的峰值为 V，周期是 S，交变电动势变化最快的时刻是S，穿过产生此电动势的线圈的磁通量变化最快的时刻是 S，若此交流线圈共l00匝，则穿过此线圈的最大磁通量是 Wb。
2024届高考物理一轮复习导学案：第一讲+交变电流
第三章 交变电流第一讲 交变电流一．交变电流的定义1.定义：方向随时间做周期性变化的电流。
符号“AC ”，“～”；例1.下列几种电流的波形图中，不能表示交变电流的是（ ）A. B. C. D.二．正（余）弦式交变电流1.正弦式交变电流（1）起始位置：线圈平面与磁场方向垂直的位置，开始转动形成的交变电流； （2）表达式推导：t NBS t L NBL v NBL E ωωωωθsin sin 22sin 2211⋅=⋅== （3）电动势与电流的瞬时值、峰值与最小值 1）电动势瞬时值：t E t NBS E m ωωωsin sin =⋅=2）电动势的峰值：ωNBS E =max ；电动势最小值：0min =E ；注意：只要ω、、、S B N 相同，则电动势的峰值就相同，与线圈形状、转轴位置无关。
3）电流瞬时值：t r R NBS r R E i ωωsin ⋅+=+=； 4）电流的峰值：rR NBS I +=ωmax ；电流最小值：0min =I ；2.余弦式交变电流（1）起始位置：线圈平面与磁场方向平行的位置，开始转动形成的交变电流； （2）表达式推导：t NBS t L NBL v NBL E ωωωωθcos cos 22cos 2211⋅=⋅== （3）电动势与电流的瞬时值、峰值与最小值1）电动势瞬时值：t E t NBS E m ωωωcos cos =⋅=2）电动势的峰值：ωNBS E =max ；电动势最小值：0min =E ；3）电流瞬时值：t r R NBS r R E i ωωcos ⋅+=+=； 4）电流的峰值：rR NBS I +=ωmax ；电流最小值：0min =I ；3.图像从图像中可得信息：交变电流的最大值I m 、E m 和周期T 。
例2.在磁感应强度为1T 的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈ABCD ，如图所示，其绕OO ′轴以转速s r n /50π=匀速转动。
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交流电1
【学习目的】1、知道交变电流的产生原理，交变电流的最大值、瞬时值、有效值
2、知道交变电流的周期、频率、转动角速度，知道电流方向变化次数与频率的关系
3、知道中性面的概念，知道交变电流瞬时值大小与线圈在磁场中位置的对应关系
4、知道线圈在磁场中转动时通过的电量，产生的热量的不同求解方法
【新课教学】交变电流的产生
【例1】一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．可知
A. 该交流电的频率为 Hz
B ．该交流电的电压瞬时值的表达式为u ＝
C. 该交流电的电压的有效值为
D. 若将该交流电压加在阻值R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为 W E ．1 s 内电流方向改变 次
【例2】一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场轴线匀速转动时产生的正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图线a 所示．当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图线b 所示．以下关于这两个正弦式电流的说法正确的是( )
A ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B ．图线a 电动势的有效值为75 2 V
C ．线圈先后两次转速之比为2∶3
D ．图线b 电动势的瞬时值表达式为e ＝100sin 1003
π·t (V) 【例3】如图所示表示交变电流的电流随时间变化的
图象，此交变电流的有效值是 ( )
A ．5 2 A
B ．5 A
C ．3.5 2 A
D ．3.5 A
【例4】如图甲为电热毯的电路图，电
热丝接在u ＝311sin 100πt V 的电源上，
电热毯被加热到一定温度后，通过装置
P 使输入电压变为如图乙所示的波形，
从而进入保温状态，若电热丝电阻保持
不变，此时交流电压表的读数是( )
A.110 V
B.156 V
C.220 V
D.311 V
【课堂作业】1、某交变电流的表达式e ＝311 sin50 πt (V)，以下关于此电流的说法中正确的是( )
A. 频率为50 Hz
B. 电动势的最大值为311 V
C. 电动势的有效值为311 V
D. 1秒内电流的方向改变100 次
2、如图正方形线框abcd 长为L,每边电阻均为r ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕cd 轴以角速度ϖ转动，c 、d 两点与外电路相连、外电路电阻也为r ·刚下列说法中正确的是
A ．s 断开时，电压表读数为22
B L ϖ B 。
S 断评时．电压表读数为22B L ϖ
C ．s 闭合时，电流表读数为22B L ϖ
D ．s 闭合时．线框从图示位置转过2
π过程中流过电流表的电量为2
7BL r 3、如图所示，电阻为r 的矩形线圈面积为S ，在匀强磁场中绕垂直于
磁场的轴以角速度ω匀速转动．t ＝0时刻线圈平面与磁场垂直，各电
表均为理想交流电表．则( )
A. 滑片P 下滑时，电压表的读数不变
B. 图示位置线圈中的感应电动势最大
C. 线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R 的电量为2BS R
D. 1 s 内流过R 的电流方向改变ωπ
次 4、交流发电机转子有n 匝线圈，每匝线圈所围面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r ，外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：
(1)通过R 的电荷量q 为多少？
(2)R 上产生电热Q R 为多少？
(3)外力做的功W 为多少？。