高考物理一轮复习课件交变电流产生与描述.ppt

第1讲　交变电流的产生和描述;(多选)关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是 (　　)． A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一 次，感应电动势方向不变 B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次;C．线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率 为零 D．线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电 动势最大 答案　CD ;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)所示都属于交变电流．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 (1)中性面 ①中性面：与磁场方向垂直的平面． 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：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线．如图(e)、(f)所示． ;(多选)一个单匝矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则 (　　)． A．线框交变电动势的最大值为nπBS ;答案　BD;【知识存盘】;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) (1)电动势e随时间变化的规律：e＝_________． (2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝_________． (3)电流i随时间变化的规律：i＝________．其中ω等于线圈转动的_______，Em＝_____．;3．交变电流的瞬时值、峰值、有效值 (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(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值． (3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对正弦交流电，其有效值和 峰值的关系为：E＝ ，U＝ ，I＝ ．;(单选)如图10－1－1所示，在电路两端加上正弦交流电，保持电压有效值不变，使频率增大，发现各灯的亮暗情况是：灯1变亮，灯2变暗，灯3不变，则M、N、L中所接元件可能是 (　　)． ;A．M为电阻，N为电容器，L为电感线圈 B．M为电感线圈，N为???容器，L为电阻 C．M为电容器，N为电感线圈，L为电阻 D．M为电阻，N为电感线圈，L为电容器 解析　当交变电流的频率增大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，由灯1变亮，灯2变暗可知M为电容器，N为电感线圈，而电阻与交变电流的频率无关，故L为电阻，C正确． 答案　C ;1．电感对交变电流的阻碍作用 电感线圈对交变电流有________，电感对交变电流的阻碍作用的大小用_____表示，线圈的________越大，交变电流的____越高，阻碍作用越大，感抗也就越大． 2．电容器对交变电流的阻碍作用 交变电流能够“____”电容器，电容器对交变电流有____作用，电容器对交变电流的阻碍作用用____表示．电容器的电容越__．电容器对交变电流的阻碍作用就越小，也就是说，电容器的____就越小，电容器在交流电路中起的作用是通交流，隔直流，_______________． ;交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算．;【典例1】 (2012·安徽卷，23)图10－1－2甲所示是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示．已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动．(只考虑单匝线圈);(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式； (2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式； (3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热．(其它电阻均不计) ;所以，整个线圈中的感应电动势e1＝2BL1vsin ωt＝BL1L2ωsin ωt. (2)当t＝0时，线圈平面与中性面的夹角为φ0，则某时刻t时，线圈平面与中性面 的夹角为(ωt＋φ0)，故此时感应电动势的瞬时值 e2＝2BL1vsin(ωt＋φ0)＝BL1L2ωsin(ωt＋φ