安徽省高三物理一轮-10.1交变电流的产生和描述课件.ppt

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1、第一讲交变电流的产生和描述第一讲交变电流的产生和描述一、交变电流的产生和变化规律一、交变电流的产生和变化规律1交变电流交变电流大小和大小和_都随时间做都随时间做_变化的电流，变化的电流，叫做交变电流，简称交流叫做交变电流，简称交流(AC)2正弦式交变电流正弦式交变电流(如下图所示如下图所示)方向方向周期性周期性(1)定义：按定义：按_变化的交变电流变化的交变电流(2)产生：将闭合矩形线圈置于产生：将闭合矩形线圈置于_磁场中，磁场中，并绕并绕_方向的轴做方向的轴做_转动转动(3)中性面：与磁场方向中性面：与磁场方向_的平面的平面正弦规律正弦规律匀强匀强垂直于磁场垂直于磁场匀速匀速垂直垂直3正弦式

2、交正弦式交变电变电流的流的变变化化规规律律(线线圈在中性面位圈在中性面位置开始置开始计时计时)：(1)电动势电动势e随随时间变时间变化的化的规规律：律：e_.(2)负载负载两端的两端的电压电压u随随时间变时间变化的化的规规律：律：u_.(3)电电流流i随随时间变时间变化的化的规规律：律：i_.其中其中等于等于线线圈圈转动转动的的_，Em_.Emsin tUmsin tImsin t角速度角速度nBS4正弦交变电流的图象正弦交变电流的图象(如下图所示如下图所示)时间时间周期性周期性赫赫兹兹(Hz)2交变电流的瞬时值、峰值、有效值交变电流的瞬时值、峰值、有效值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是

3、时间瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数的函数(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值，也叫最大值最大值，也叫最大值(3)有效值：有效值：根据电流的根据电流的_来定义来定义热效应热效应用直流电压、电流表征交流电压、电流用直流电压、电流表征交流电压、电流有效值应用非常广泛，用电器铭牌上所标的电压都有效值应用非常广泛，用电器铭牌上所标的电压都是额定电压的有效值是额定电压的有效值三、电感和电容对交变电流的作用三、电感和电容对交变电流的作用1电感：通直流，电感：通直流，_；通低频，；通低频，_2电容：通交流，电容：通交流，_；通高频，；通高频，_阻交流

4、阻交流阻高频阻高频隔直流隔直流阻低频阻低频一、对中性面的理解一、对中性面的理解1中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的参考面的参考面2线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，而磁通量的变化率为零，产生磁通量最大，而磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零的感应电动势为零3线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，产的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大生的感应电动势最大4线圈每经过中性面一次电流方向就改变一线圈每经过中性面一次电流方

5、向就改变一次，线圈转动一周，两次经过中性面，所以次，线圈转动一周，两次经过中性面，所以电流的方向改变两次电流的方向改变两次二、对交变电流有效值的理解二、对交变电流有效值的理解交变电流的有效值是根据电流的热效应交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通电流通过电阻生热过电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率或热功率)进行进行计算注意计算注意“三同三同”：即：即“相同电阻相同电阻”，“相同时相同时间间”内产生内产生“相同热量相同热量”计算时计算时“相同时间相同时间”一一 般取一个周期般取一个周期三、交变电

6、流的瞬时值、峰值、有效值、平三、交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值的比较均值的比较物理量物理量 物理含物理含义义 重要关系重要关系适用情况及适用情况及说说明明瞬瞬时值时值交交变电变电流流某一某一时时刻刻的的 值值eEmsin tiImsin t计计算算线线圈某圈某时时刻的受力刻的受力情况情况峰峰值值最大的瞬最大的瞬时时 值值EmnBSImEm/(Rr)讨论电讨论电容器容器的的击击穿穿电压电压1.图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是电流的是()答案：答案：C答案：答案：D3

7、如右图所示，矩形线框置于竖直向下的磁场中，如右图所示，矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内，下述说法正确的是内，下述说法正确的是()A因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零始终为零B线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值最小值最小D

8、若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的有效值也增大一倍表电流的有效值也增大一倍答案：答案：D答案：答案：D答案：答案：B交变电流的图象及应用交变电流的图象及应用答案：答案：D根据图象可以确定的物理量根据图象可以确定的物理量(1)电流最大值；电流最大值；(2)周期周期T和频率和频率f；(3)不同时刻交流电的瞬时值；不同时刻交流电的瞬时值；(4)线圈处于中性面和电流最大值对应的时刻；线圈处于中性面和电流最大值对应的时刻；(5)任意时刻线圈的位置和磁场的夹角任意时刻线圈的位置和磁场的夹角11：一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线：一只矩形线圈在

9、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，则下列说法正确的是象如图甲所示，则下列说法正确的是()At0时时刻刻线线圈平面与中性面垂直圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时时刻刻的的变变化率达最大化率达最大C0.02 s时时刻感刻感应电动势应电动势达到最大达到最大D该线该线圈相圈相应应的感的感应电动势图应电动势图象如象如图图乙乙所示所示 答案：答案：B交变电流交变电流“四值四值”的应用的应用(1)中性面是交变电流产生过程中的重要位中性面是交变电流产生过程中的重要位置，从中性面开始计时和从其他位置开始置，从中性面开始

10、计时和从其他位置开始计时计算交变电流的表达式不同计时计算交变电流的表达式不同(2)交流电路中，电流表、电压表测量的都交流电路中，电流表、电压表测量的都是有效值是有效值(3)交流电路中，欧姆定律、焦耳定律同样交流电路中，欧姆定律、焦耳定律同样适用适用答案：答案：B答案：答案：C答案：答案：B答案：答案：D答案：答案：B答案：答案：C23交变电流的变化规律在生活中的应用交变电流的变化规律在生活中的应用交变电流的知识在实际生活中有广泛的应用交变电流的知识在实际生活中有广泛的应用例如自行车车灯供电、柴油发电机等这些问例如自行车车灯供电、柴油发电机等这些问题取材于生活中的物理现象，考查了电磁感应题取材于生活中的物理现象，考查了电磁感应规律的深化与运动学知识的有机结合，形式新规律的深化与运动学知识的有机结合，形式新颍颍答案：答案：31.11 rad/s