适用于新高考新教材 高考物理一轮总复习第12章交变电流传感器第1节交变电流的产生及其描述课件.pptx

;【课程标准】;【核心素养】;【试题情境】;强基础增分策略;一、正弦式交变电流的产生和变化规律

1.产生

如图所示,在匀强磁场里,线圈绕方向的轴匀速转动时,可产生正弦式交变电流,简称正弦式电流。?;2.中性面及其特点

(1)定义:与磁场方向的平面。?

(2)特点

①线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量,磁通量的变化率为,感应电动势为。?

②线圈转动一周,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。?;3.图像

用以描述交变电流随时间变化的规律,如果线圈从中性面位置开始计时,其图像为曲线,如图所示。?;Em仅由N、B、S、ω四个量决定,与轴的具体位置和线圈的形状都无关

4.变化规律(线圈在中性面位置开始计时)

(1)电动势e随时间变化的规律:e=。?

(2)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是线圈转动的,Em=。?

易错辨析(1)交变电流的主要特征是电流的方向随时间周期性变化。()

(2)大小变化而方向不变的电流也叫交变电流。()

(3)线圈经过中性面时产生的感应电动势最大。()

(4)在一个周期内,正弦式交变电流的方向改变两次。();应用提升1.右图是一台发电机的结构示意图,其中N、S是永久磁体的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯,它与磁极的柱面共轴,铁芯上有一矩形线框,可绕与铁芯M共轴的固定转动轴旋转。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场。若从图示位置开始计时,当线框绕固定转动轴匀速转动时,下列图像能正确反映线框中感应电动势e随时间t变化规律的是();答案D

解析因发电机的两个磁极N、S呈半圆柱面形状,磁极间的磁感线如图所示,磁感应强度的大小不变,仅方向发生改变,故线框在磁场中转动时垂直切割磁感线,产生的感应电动势的大小不变,线框越过空隙后,由于线框切割磁感线方向发生变化,所以感应电动势的方向发生变化,综上所述,D正确。;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??变化所需的时间,即线圈

所需的时间,单位是,公式。?

(2)频率(f):交变电流在的次数,单位是。?

2.交变电流的周期和频率的关系

T=。?;3.交变电流的“四值”

(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。

(3)有效值:跟交变电流的等效的电流的值叫作交变电流的有效值。对正弦式交变电流,其有效值和峰值的关系为

E=,U=,I=。?

不同时间内的平均值一般不同

(4)平均值:用E=来计算。?

易错辨析(5)最大值和有效值之间的倍关系只适用于正弦式交变电流。()

(6)交流电压表及交流电流表的读数均为峰值。();应用提升2.(2022春黑龙江哈尔滨宾县校级期末)图甲为小型旋转电枢式交流发动机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数n=20、电阻r=5Ω,线圈的两端经集流环与R=45Ω的电阻连接,电流表和电压表均为理想电表,若在t=0时刻,线圈平面与磁场方向垂直,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按如图乙所示的余弦规律变化,则下列说法正确的是()

A.此交流发电机产生感应电动势的

最大值为Em=31.4V

B.t=0.4πs时刻,线圈处在与中性面

垂直的位置

C.线圈从图示位置转过90°过程中,通过线圈导线截面的电荷量为0.08C

D.1min内电阻R产生的焦耳热为60J;答案C;3.(人教版教材选择性必修第二册P55“思考与讨论”改编)某交变电流的i-t图像如图所示,则其电流的有效值为();答案C;增素能精准突破;;2.两个特殊位置及其特点;【对点演练】

1.(2023广西柳州模拟)为研究交变电流产生的规律,某研究小组把长60m的导线绕制成N=100匝的矩形闭合线圈,如图所示。现把线圈放到磁感应强度大小B=0.1T、方向水平向右的匀强磁场中,线圈可以绕其对称轴OO转动。现让线圈从图示位置开始(t=0)以恒定的角速度ω=10πrad/s转动,下列说法正确的有()

A.t=0时,线圈位于中性面位置

B.t=0.05s时,感应电流达到最大值

C.当bc=2ab时,感应电动势的表达式为E=2πsin10πt(V)

D.当ab=ad时,感应电