2012优化方案高三物理一轮复习课件--第10章第一节《交变电流的产生和描述》.ppt

第一节 交变电流的产生和描述 课堂互动讲练 经典题型探究 知能优化演练 第 一 节 交 变 电 流 的 产 生 和 描 述 基础知识梳理 基础知识梳理 一、交变电流的产生和变化规律 1交变电流：_和_都随时间做周 期性变化的电流叫交变电流 2正弦交变电流 (1)特点：随时间按正(余)弦规律变化的交变电流 (2)产生：如图1011所示，将线圈置于匀强磁 场中，并绕垂直于_的轴做匀速转动 大小方向 磁感线 图1011 (3)变变化规规律(线线圈在中性面位置开始计时计时 ) 电动势电动势 (e)：e_ 电压电压 (u)：u_ 电电流(i)：i_ (4)图图象(如图图1012) Emsint Umsint Imsint 图1012 2峰值值和有效值值 (1)峰值值：交变电变电 流的峰值值是它能达到的_ (2)有效值值：让让交流与恒定电电流分别别通过过大小 _的电电阻，如果在交流的一个周期内它们产们产 生 的_相等，则这则这 个恒定电电流I、恒定电压电压 U 就是这这个交变电变电 流的有效值值 最大值 相同 热量 4相位：在正弦交变电流的公式UEmsin(t )中，t叫_，叫_，两支交 流的相位之差叫做它们的_ 相位 初相位 相位差 课堂互动讲练 一、正弦式电电流的变变化规规律 1正弦式电电流的变变化规规律(线线圈在中性面位置开 始计时计时 ) 2.交变电变电 流瞬时值时值 表达式的书书写基本思路 (1)确定正弦交变电变电 流的峰值值，根据已知图图象 或由公式EmnBS求出相应应峰值值 (2)明确线线圈的初始位置，找出对应对应 的函数关系 式 如：线线圈从中性面开始转动转动 ，则则i t图图象为为正 弦函数图图象，函数式为为iImsint. 线线圈从垂直中性面开始转动转动 ，则则i t图图象为为余 弦函数图图象，函数式为为iImcost. 特别别提醒：在交变电变电 流的产产生过过程中，要特别别 注意两个特殊位置的不同特点 (1)线线圈平面与中性面重合时时，SB，最大， /t0，e0，i0，电电流方向将发发生改变变 (2)线线圈平面与中性面垂直时时，SB，0， /t最大，e最大，i最大，电电流方向不改变变 即时应时应 用(即时时突破，小试试牛刀) 1如图图1013所示，单单匝矩形线线圈在匀强磁 场场中匀速转动转动 ，其转动轴线转动轴线 OO与磁感线线垂直 已知匀强磁场场的磁感应应强度B1 T，线线圈所围围面 积积S0.1 m2，转转速12 r/min.若从中性面开始计时计时 ，则线则线 圈中产产生的感应电动势应电动势 的瞬时值时值 表达式 应为应为 ( ) Ae12sin120t(V) Be24sin120t(V) Ce0.04sin0.4t(V) De0.4cos2t(V) 图1013 二、对对交变电变电 流“四值值”的比较较和理解 1交变电变电 流的瞬时值时值 、峰值值、有效值值、平均值值 的比较较 2.对对交变电变电 流有效值值的理解 交变电变电 流的有效值值是根据电电流的热热效应应(电电流通 过电过电 阻生热热)进进行定义义的，所以进进行有效值计值计 算 时时，要紧紧扣电电流通过电过电 阻生热热(或热热功率)进进行 计计算注意“三同”：即“相同电电阻”，“相同时间时间 ” 内产产生“相同热热量”计计算时时“相同时间时间 ”要取周 期的整数倍，一般取一个周期 注意：在交流电电路中，电压电压 表、电电流表等电电工 仪仪表的示数均为为交变电变电 流的有效值值在没有具体 说说明的情况下，所给给出的交变电变电 流的电压电压 、电电 流指的是有效值值 即时应时应 用(即时时突破，小试试牛刀) 2(2011年青岛岛模拟拟)已知某电电阻元件在正常工作 时时，通过过它的电电流按如图图1014所示的规规律 变变化今与这这个电电阻元件串联联一个多用电电表(已 调调至交流电电流挡挡)，则则多用电电表的读读数为为( ) 图1014 经典题型探究 交流电的描述 (2010年高考广东理综卷)如图1015是 某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该 电压的( ) A周期是0.01 s B最大值是311 V C有效值是220 V D表达式为u220sin 100t(V) 例例1 1 图1015 【解析】 由交变电变电 流的图图象知，周期是0.02 s ，A错误错误 ；最大值值是311 V，B正确；有效值值是 220 V，C正确；瞬时值时值 表达式为为u311sin 100t(V)，D错误错误 【答案】 BC (满满分样样板 16分)一个电电阻为为r、边长为边长为 L 的正方形线线圈abcd共N匝，线线圈在磁感应应强度为为 B的匀强磁场场中绕绕垂直于磁感线线的轴轴OO以如图图 1016所示的角速度匀速转动转动 ，外电电路电电阻 为为R. 交流电“四值”的计算 例例2 2 图1016 (1)在图图中标标出此刻线线圈感应电应电 流的方向 (2)线线圈转动过转动过 程中感应电动势应电动势 的最大值值有多大 ？ (3)线线圈平面与磁感线夹线夹 角为为60时时的感应电动势应电动势 为为多大？ (4)设发电设发电 机由柴油机带动带动 ，其他能量损损失不计计 ，线线圈转转一周，柴油机做多少功？ (5)从图图示位置开始，线线圈转过转过 60的过过程中通过过 R的电电量是多少？ (6)图图中电电流表和电压电压 表的示数各是多少？ 【答案】 见见解题样题样 板 如图图1017所示，交流发电发电 机转转子有n 匝线线圈，每匝线线圈所围围面积为积为 S，匀强磁场场的磁 感应应强度为为B，线线圈匀速转动转动 的角速度为为，线线 圈的电电阻为为r，外电电路电电阻为为R.当线线圈由图图中实实 线线位置匀速转动转动 90到达虚线线位置过过程中，试问试问 ： (1)通过过R的电电荷量q为为多少？ (2)R上产产生的电热电热 QR为为多少？ (3)外力做的功W为为多少？ 交变电流的综合问题分析 例例3 3 图1017 【思路点拨拨】 (1)计计算通过过截面的电电荷量q应该应该 用电电流的平均值值 (2)求电热应该电热应该 用有效值值，可以先求电电路的总电总电 热热Q，然后再按照内外电电阻之比求R上产产生的电电 热热QR. (3)根据能量守恒定律，外力做功的过过程是机械能 向电电能转转化的过过程，电电流通过电过电 阻而发热发热 ，又 将电电能转转化为为内能，即产产生电热电热 【易误误警示】 本题题中求电电荷量时时易错错用交变变 电电流的峰值值或有效值值求解平均值值是交变电变电 流 图图