高考物理-第一课时-交变电流的产生和描述导与练复习PPT课件
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(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Baidu Nhomakorabea改 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.
规律 物理量 磁通量
＝BScos ωt
电动势 ＝nBSωs in ωt
电压
＝RR＋Emrsin ωt
电流 ＝RE＋mrsin ωt
函数 Φ＝Φmcos ωt
图象
e＝Em·sin ωt u＝Um·sin ωt
i＝Im·sin ωt
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．
思路点拨：从感应电流的方向、大小及变化趋势三个方面分析确定感应电流 变化的图象．
解析：由于 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⊥，
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)
可得
E＝2×
22BLv＝
2012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 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) 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.
(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 最大．
(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： T＝2ωπ. 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 T＝1f或 f＝1T. (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． ③有效值：让交变电流与恒定电流分别通过阻值相等的电阻，如果它们在相同的时间内 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．
C．有效值是 55 2 V D．表达式是 u＝110 2sin 100πt(V)
解析：由题图知最大值 Um＝110 2 V，有效值 U＝Um＝110 V，周期 T＝0.02 s，ω＝2π
2
T
＝100π rad/s，表达式 u＝Umsin ωt＝110 2sin100πt (V)，D 正确．
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 )
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．
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
(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( )
④平均值：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，称为该 过程的平均电动势，其数值可用 E ＝nΔΔΦt 计算．
对正弦式交变电流，其有效值和峰值之间的关系：
I＝ Im ≈0.707Im，U＝Um ≈0.707Um，E＝ Em≈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 )
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.
规律 物理量 磁通量
＝BScos ωt
电动势 ＝nBSωs in ωt
电压
＝RR＋Emrsin ωt
电流 ＝RE＋mrsin ωt
函数 Φ＝Φmcos ωt
图象
e＝Em·sin ωt u＝Um·sin ωt
i＝Im·sin ωt
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．
思路点拨：从感应电流的方向、大小及变化趋势三个方面分析确定感应电流 变化的图象．
解析：由于 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⊥，
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)
可得
E＝2×
22BLv＝
2012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 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) 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.
(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 最大．
(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： T＝2ωπ. 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 T＝1f或 f＝1T. (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． ③有效值：让交变电流与恒定电流分别通过阻值相等的电阻，如果它们在相同的时间内 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．
C．有效值是 55 2 V D．表达式是 u＝110 2sin 100πt(V)
解析：由题图知最大值 Um＝110 2 V，有效值 U＝Um＝110 V，周期 T＝0.02 s，ω＝2π
2
T
＝100π rad/s，表达式 u＝Umsin ωt＝110 2sin100πt (V)，D 正确．
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 )
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．
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
(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( )
④平均值：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，称为该 过程的平均电动势，其数值可用 E ＝nΔΔΦt 计算．
对正弦式交变电流，其有效值和峰值之间的关系：
I＝ Im ≈0.707Im，U＝Um ≈0.707Um，E＝ Em≈0.707Em.
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(对应学生用书第136～137页) 1．如图中不属于交变电流的是( D )