2022年高考物理-交变电流的产生及描述总复习课件2.ppt
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1、第一页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n自主学习自主学习n1交变电流:交变电流: 和和 都随时间做周期性都随时间做周期性变化的电流变化的电流大小大小方向方向第二页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n2正弦交变流电正弦交变流电n(1)产生:匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的产生:匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的轴轴 n 的线圈中产生正弦交变电流的线圈中产生正弦交变电流n(2)中性面:线圈平面与磁感线中性面:线圈平面与磁感线 的平面,的平面,磁通量最大的位置磁通量最大的位置n(3)正弦交变电流的变化规律正弦交变电流的变化规律(从中性面计时从中性面计时)n电动势电动势e随时间变化的规律:随时间变化的
2、规律:e ;n电压电压u随时间变化的规律:随时间变化的规律:u ;n电流电流i随时间变化的规律:随时间变化的规律:i .n其中其中为线圈转动的角速度,为线圈转动的角速度,Em .匀速转动匀速转动垂直垂直EmsintUmsintImsintnBS第三页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n深化拓展深化拓展n电动势与磁通量的关系电动势与磁通量的关系n线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时,穿过线圈的磁通量随时间发生周期转动时,穿过线圈的磁通量随时间发生周期性变化,若从中性面开始计时则有性变化,若从中性面开始计时则有mcost.由法拉第电磁感应定律可知,线
3、由法拉第电磁感应定律可知,线圈中产生感应电动势,且圈中产生感应电动势,且e ,在,在t图图象中,图线切线的斜率表示磁通量的瞬时变象中,图线切线的斜率表示磁通量的瞬时变化率,故由化率,故由t图象可知感应电动势的变化图象可知感应电动势的变化规律规律第四页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n最大时,最大时, 0,e0;而;而0时,时, 最大,最大,e最大最大n其对应关系如下表其对应关系如下表表达式表达式图象图象磁通量磁通量mcost电动势电动势eeNmsintEmsint第五页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n针对训练针对训练n一矩形线圈,在匀强磁场中绕垂直于磁场一矩形线圈,在匀强磁场中绕垂直
4、于磁场方向并位于线圈平面的固定轴转动,线圈中方向并位于线圈平面的固定轴转动,线圈中产生的感应电动势产生的感应电动势e随时间随时间t的变化规律如图的变化规律如图所示,则下列说法中正确的是所示,则下列说法中正确的是()第六页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。nAt1和和t3时刻穿过线圈的磁通量为零时刻穿过线圈的磁通量为零nBt1和和t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零时刻穿过线圈的磁通量变化率为零nC是从线圈平面与磁场方向平行的时刻开是从线圈平面与磁场方向平行的时刻开始计时的始计时的nD每当感应电动势每当感应电动势e变换方向时,穿过线圈变换方向时,穿过线圈的磁通量的绝对值都最大的磁通量的绝对值都最
5、大第七页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n解析:解析:t1、t3时刻感应电动势为零,说明这两时刻感应电动势为零,说明这两个时刻穿过线圈的磁通量变化率为零,穿过个时刻穿过线圈的磁通量变化率为零,穿过线圈的磁通量最大,线圈的磁通量最大,B正确,正确,A错误;由图象错误;由图象可知,此为余弦式交流电,说明可知,此为余弦式交流电,说明t0时,线时,线圈平面与磁感线方向平行,圈平面与磁感线方向平行,C正确;当线圈正确;当线圈通过中性面时,感应电动势为零,感应电动通过中性面时,感应电动势为零,感应电动势的方向要发生改变,势的方向要发生改变,D正确正确n答案:答案:BCD第八页,编辑于星期四:二十一点
6、四十四分。n总结提升:总结提升:解答本题的关键是判断出各个时解答本题的关键是判断出各个时刻线圈所处的位置,是中性面位置还是垂直刻线圈所处的位置,是中性面位置还是垂直于中性面的位置,还是其他位置,进而由于中性面的位置,还是其他位置,进而由e最大或为零判断磁通量的大小最大或为零判断磁通量的大小.第九页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n自主学习自主学习n1周期和频率周期和频率n(1)周期周期(T):交变电流完成一次周期性变化:交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周线圈转一周)所需的所需的 ,单位是秒,单位是秒(s),公,公式式T .n(2)频率频率(f):交变电流在:交变电流在1s内完成周期性变
7、化内完成周期性变化的的 ,单位是赫兹,单位是赫兹(Hz)n(3)周期和频率的关系:周期和频率的关系:T 或或f .时间时间次数次数第十页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n2交变电流的四值交变电流的四值n(1)最大值:最大值:Em .n(2)瞬时值:交变电流在某一瞬时值:交变电流在某一 的值,是时的值,是时间的函数间的函数n(3)有效值:让交流与直流通过相同阻值的电有效值:让交流与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阻,如果它们在相同的时间内产生的 相相等,就把这一直流的数值叫做这一交变电流等,就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值的有效值n(4)平均值:是交变电流图象中
8、波形与横轴所平均值:是交变电流图象中波形与横轴所围的面积跟时间的比值,表达式为围的面积跟时间的比值,表达式为E .nBS时刻时刻热量热量第十一页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n深化拓展深化拓展n1描述交变电流的四值比较描述交变电流的四值比较物物理理量量电动势、电动势、电压、电电压、电流的符号流的符号公式公式应用场合应用场合说明说明瞬瞬时时值值e、u、i若线圈从位于若线圈从位于中性面开始中性面开始计时,则计时,则eEmsintuUmsintiImsint计算线圈计算线圈某时刻某时刻的受力的受力情况情况最最大大值值Em、Um、ImEmNBSIm研究电容研究电容器是否器是否被击穿被击穿与线圈的
9、形与线圈的形状、以及状、以及转动轴处转动轴处于线圈平于线圈平面内哪个面内哪个位置无关位置无关第十二页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。有有效效值值E、U、I对正弦交流电:对正弦交流电:EEm/ 、UUm/ 、IIm/ ;其他有效值只能其他有效值只能根据定义计根据定义计算算(1)计算与计算与电流热电流热效应有效应有关的量,关的量,如电功、如电功、电功率、电功率、热量等热量等(2)确定保确定保险丝的险丝的熔断电熔断电流流各种交流电各种交流电器设备上器设备上的标示值、的标示值、交流电表交流电表上的测量上的测量值以及不值以及不加说明的加说明的值都是指值都是指有效值有效值平平均均值值、计算通过计算通过
10、导体横导体横截面的截面的电荷量电荷量第十三页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n【特别提醒】【特别提醒】计算有效值时,时间一般取一计算有效值时,时间一般取一个周期个周期第十四页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n2交变电流有效值和平均值的计算交变电流有效值和平均值的计算n(1)计算交变电流的有效值时,让交变电流通计算交变电流的有效值时,让交变电流通过一理想电阻过一理想电阻R,计算出一个周期内产生的,计算出一个周期内产生的热量,再求出直流电通过同样阻值的电阻时热量,再求出直流电通过同样阻值的电阻时在一个周期内产生相同热量,直流电流的大在一个周期内产生相同热量,直流电流的大小,即为交变电流的有
11、效值小,即为交变电流的有效值n(2)计算交变电流的平均值时,应求出开始的计算交变电流的平均值时,应求出开始的磁通量磁通量1和一段时间和一段时间t后的磁通量后的磁通量2,再根,再根据法拉第电磁感应定律据法拉第电磁感应定律 求出应注意磁通量必须带正负号时间段求出应注意磁通量必须带正负号时间段不同,交变电流的平均值不同不同,交变电流的平均值不同第十五页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n针对训练针对训练n如图所示,为一交流电的电流随时间变化如图所示,为一交流电的电流随时间变化的图象,此交流电的有效值是的图象,此交流电的有效值是()第十六页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n解析:解析:根据焦耳定
12、律,在一个周期根据焦耳定律,在一个周期T0.02s内此交流电通过电阻内此交流电通过电阻R时产生的热量时产生的热量n假设有恒定电流假设有恒定电流I通过此电阻通过此电阻R,则在同一周,则在同一周期内的电热期内的电热QI2RTn使使QQ的恒定电流的恒定电流I的大小的大小I n所以此交流电的有效值为所以此交流电的有效值为5A,B正确正确n答案:答案:B第十七页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n 总结提升:总结提升:若求一段时间内通过导体若求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值,横截面的电荷量时要用平均值,q 平平均值的计算须用公式均值的计算须用公式 n平均值不等于有效值平均值不等于有效值.
13、n 第十八页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n自主学习自主学习n1感抗感抗n(1)含义:表示电感线圈对交变电流阻碍作用含义:表示电感线圈对交变电流阻碍作用的大小的大小n(2)成因:线圈中自感电动势对原电流变化的成因:线圈中自感电动势对原电流变化的阻碍作用阻碍作用n(3)作用:通作用:通 、阻、阻 (低频扼流圈低频扼流圈)、通、通低频、阻高频低频、阻高频(高频扼流圈高频扼流圈)直流直流交流交流第十九页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n2容抗容抗n(1)含义:表示电容器对交变电流阻碍作用的含义:表示电容器对交变电流阻碍作用的大小大小n(2)成因:电容器在交变电流变化过程中,两成因:电容器在
14、交变电流变化过程中,两极板上形成了与电源极性相反的电压,导致极板上形成了与电源极性相反的电压,导致对交变电源所产生的电流的阻碍作用对交变电源所产生的电流的阻碍作用n(3)作用:通作用:通 、隔、隔 ;通高频、阻低;通高频、阻低频频交流交流直流直流第二十页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n深化拓展深化拓展n电阻、容抗、感抗的区别电阻、容抗、感抗的区别电阻电阻感抗感抗容抗容抗产产生生的的原原因因定向移动的定向移动的自由电荷自由电荷与不动的与不动的离子间的离子间的碰撞碰撞由于电感线由于电感线圈的自感圈的自感现象阻碍现象阻碍电流的变电流的变化化电容器两极电容器两极板上积累板上积累的电荷对的电荷对向
15、这个方向这个方向定向移向定向移动的电荷动的电荷的反抗作的反抗作用用在在电电路路中中的的特特点点不能通直流,不能通直流,只能通变只能通变化的电流化的电流对直流对直流的阻碍作的阻碍作用无限大,用无限大,对交流的对交流的阻碍作用阻碍作用随频率的随频率的降低而增降低而增大大第二十一页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。电阻电阻感抗感抗容抗容抗决决定定因因素素由导体本身由导体本身(长短、粗长短、粗细、材料细、材料)决定,与决定,与温度有关温度有关由导体本身由导体本身的自感系的自感系数和交流数和交流电的频率电的频率f决定决定由电容的大由电容的大小和交流小和交流电的频率电的频率决定决定电电能能的的转转化化与
16、与做做功功电流通过电电流通过电阻做功,阻做功,电能转化电能转化为内能为内能电能和磁场电能和磁场能往复转能往复转化化电流的能与电流的能与电场能往电场能往复转化复转化第二十二页,编辑于星期四:二十一点 四十四分。n针对训练针对训练n如图所示,甲、乙、丙三个灯泡相同,而如图所示,甲、乙、丙三个灯泡相同,而且耐压足够,电源内阻忽略当单刀双掷开且耐压足够,电源内阻忽略当单刀双掷开关关S接接A时,三个灯亮度相同,那么当时,三个灯亮度相同,那么当S接接B时时()nA三个灯亮度相同三个灯亮度相同nB甲灯最亮,丙灯不亮甲灯最亮,丙灯不亮nC甲灯和乙灯亮度相同,丙灯不亮甲灯和乙灯亮度相同,丙灯不亮nD只有丙灯不亮
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- 2022 年高 物理 电流 产生 描述 复习 课件
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