交变电流的产生和描述PPT讲稿.ppt

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1、交变电流的产生和描交变电流的产生和描交变电流的产生和描交变电流的产生和描述述述述第1页，共39页，编辑于2022年，星期四2011高考高考导导航航考纲展示1.交变电流、交变电流的图象交变电流、交变电流的图象2正弦交变电流的函数表达式、峰值和正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值有效值3理想变压器理想变压器4远距离输电远距离输电实验十一：传感器的简单使用实验十一：传感器的简单使用第2页，共39页，编辑于2022年，星期四2011高考高考导导航航命题热点1.交变电流的产生及描述，特别是有效值的交变电流的产生及描述，特别是有效值的计算计算2变压器的原理，电压比、电流比及功变压器的原理，电压比、电流比

2、及功率关系是考查重点率关系是考查重点3将变压器与电磁感应等综合考查将变压器与电磁感应等综合考查4常见传感器与实际问题及与其他知识常见传感器与实际问题及与其他知识的综合的综合第3页，共39页，编辑于2022年，星期四第一节第一节第一节第一节 交变电流的产生和描述交变电流的产生和描述交变电流的产生和描述交变电流的产生和描述第4页，共39页，编辑于2022年，星期四基基础础知知识识梳理梳理一、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图图10101 11 11交变电流：交变电流：和和 都随都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流简称交流(AC)方向变

3、化为其主要特方向变化为其主要特征征大小大小方向方向第5页，共39页，编辑于2022年，星期四基基础础知知识识梳理梳理2正弦交变电流正弦交变电流(1)特点：随时间按正特点：随时间按正(余余)弦规律弦规律变化的交变电流变化的交变电流(2)产生：如图产生：如图1011所示，将所示，将线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁感线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁感线的轴做匀速转动，线圈中就会产生正线的轴做匀速转动，线圈中就会产生正(余余)弦交变电流弦交变电流第6页，共39页，编辑于2022年，星期四基基础础知知识识梳理梳理(3)中性面中性面定义：与磁场方向定义：与磁场方向 的平面的平面特点特点a线圈位于中性面时，

4、穿过线圈的磁通量线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量 ，磁通量的变化率为，磁通量的变化率为 ，感应电动势为，感应电动势为 b线圈转动一周，线圈转动一周，次经过中性面，线圈次经过中性面，线圈每经过每经过 一次，电流的方向就改变一次一次，电流的方向就改变一次垂直垂直最大最大零零中性面中性面零零两两第7页，共39页，编辑于2022年，星期四基基础础知知识识梳理梳理3正弦式电流的变化规律正弦式电流的变化规律(线圈在中线圈在中性面位置开始计时性面位置开始计时)(1)电动势电动势(e)：e .(2)电压电压(u)：u .(3)电流电流(i)：i .EmsintUmsintImsint第8页，共39页，编辑于

5、2022年，星期四基基础础知知识识梳理梳理特别提示特别提示：(1)电流大小变化但电流大小变化但是方向不变的仍然是直流电；是方向不变的仍然是直流电；(2)函数表达式函数表达式eEmsint，只，只有从中性面开始计时才能成立，如果有从中性面开始计时才能成立，如果开始位置和中性面的夹角为开始位置和中性面的夹角为，则瞬，则瞬时值表达式为时值表达式为eEmsin(t)第9页，共39页，编辑于2022年，星期四基基础础知知识识梳理梳理二、描述交变电流的物理量二、描述交变电流的物理量1交变电流的周期和频率的关系：交变电流的周期和频率的关系：T .2峰值和有效值峰值和有效值(1)峰值：交变电流的峰值是它能达峰

6、值：交变电流的峰值是它能达到的到的 (2)有效值：让交流与恒定电流通有效值：让交流与恒定电流通过过 的电阻，它们在相同时间内产生的的电阻，它们在相同时间内产生的 相等，则这个恒定电流相等，则这个恒定电流I、恒定电压、恒定电压U就是就是这个交变电流的有效值这个交变电流的有效值最大值最大值相同相同热量热量第10页，共39页，编辑于2022年，星期四基基础础知知识识梳理梳理(3)正弦交变电流的有效值与峰值之间正弦交变电流的有效值与峰值之间的关系：的关系：第11页，共39页，编辑于2022年，星期四基基础础知知识识梳理梳理特别提示特别提示：(1)只有正弦交变电流只有正弦交变电流的最大值和有效值满足倍关

7、系，其他交的最大值和有效值满足倍关系，其他交变电流无这种关系，且用电器铭牌上标变电流无这种关系，且用电器铭牌上标出的值均为有效值出的值均为有效值(电容器除外电容器除外)(2)通常所说交变电流、电压的通常所说交变电流、电压的数值，各种交流电器设备所标的额定数值，各种交流电器设备所标的额定电压和额定电流的数值，一般交流电电压和额定电流的数值，一般交流电表测量的数值，都是指有效值表测量的数值，都是指有效值(除非有除非有特殊说明特殊说明)第12页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练一、正弦式电流的变化规律一、正弦式电流的变化规律1正弦式电流的变化规律正弦式电流的变化规律(线圈在

8、中性面线圈在中性面位置开始计时位置开始计时)规律物理量函数图象磁通量mcost BScost电动势eEmsint nBSsint第13页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练第14页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练2.交变电流瞬时值表达式的书写基交变电流瞬时值表达式的书写基本思路本思路(1)确定正弦交变电流的峰值，根据确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式已知图象或由公式EmnBS求出相应峰求出相应峰值值(2)明确线圈的初始位置，找出对明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式应的函数关系式第15页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂

9、互堂互动讲练动讲练如：如：线圈从中性面开始转动，则线圈从中性面开始转动，则it图象为正弦函数图象，函数式为图象为正弦函数图象，函数式为iImsint.线圈从垂直中性面开始转动，则线圈从垂直中性面开始转动，则it图图象为余弦函数图象，函数式为象为余弦函数图象，函数式为iImcost.第16页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练在交变电流的产生过程中，要特别在交变电流的产生过程中，要特别注意两个特殊位置的不同特点注意两个特殊位置的不同特点1线圈平面与中性面重合时，线圈平面与中性面重合时，SB，最大，最大，/t0，e0，i0，电流方向将发生改变，电流方向将发生改变2线圈平面与

10、中性面垂直时，线圈平面与中性面垂直时，SB，0，/t最大，最大，e最大，最大，i最大，最大，电流方向不改变电流方向不改变特别提醒特别提醒第17页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练1如图如图1012所示，所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线匀速转动，其转动轴线OO与与磁感线垂直已知匀强磁场的磁磁感线垂直已知匀强磁场的磁感应强度感应强度B1 T，线圈所围面积，线圈所围面积S0.1 m2，转速，转速12 r/min.若从若从中性面开始计时，则线圈中产中性面开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达生的感应电动势的瞬时值表达式应为式应

11、为()即时应用即时应用图图10101 12 2第18页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练Ae12sin120t(V)Be24sin120t(V)Ce0.04sin0.4t(V)De0.4cos2t(V)解析解析：选选C.矩形线圈在匀强磁场中匀速矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势的最大值为转动产生感应电动势的最大值为EmBSBS2n10.10.4(V)0.04(V)第19页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练初相：初相：00则感应电动势瞬时值表达式为则感应电动势瞬时值表达式为eEmsin(t0)0.04sin0.4t(V)由此可知选项由此

12、可知选项C是正确的是正确的第20页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练二、对交变电流二、对交变电流“四值四值”的比较和的比较和理解理解1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、平均值的比较平均值的比较物理量 物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值eEmsintiImsint计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值EmnBSImEm/(Rr)讨论电容器的击穿电压第21页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练第22页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练2.对交变电流有效值的理解对交变电流

13、有效值的理解交变电流的有效值是根据电流的热效交变电流的有效值是根据电流的热效应应(电流通过电阻生热电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热生热(或热功率或热功率)进行计算注意进行计算注意“三同三同”：即：即“相同电阻相同电阻”，“相同时间相同时间”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”要取要取周期的整数倍，一般取一个周期周期的整数倍，一般取一个周期第23页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练注意注意：在交流电路中，电压表、电流：在交流电路中，电压表、电流表等电

14、工仪表的示数均为交变电流的有效表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值在没有具体说明的情况下，所给出的值在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流指的是有效值交变电流的电压、电流指的是有效值第24页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练1由感应电动势的最大值公式由感应电动势的最大值公式EmnBS得，得，Em仅由仅由n、B、S、四个物理四个物理量所决定，与轴的具体位置和线圈的形量所决定，与轴的具体位置和线圈的形状都无关状都无关特别提醒特别提醒第25页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练2.某交变电压为某交变电压为u6sin(314t)V，则，

15、则()用此交变电流作打点计时器的电源用此交变电流作打点计时器的电源时，打点周期为时，打点周期为0.02 s把额定电压为把额定电压为6 V的小灯泡接在此电的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光源上，小灯泡正常发光即时应用即时应用第26页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练把额定电压为把额定电压为6 V的小灯泡接在此电的小灯泡接在此电源上，小灯泡将被烧毁源上，小灯泡将被烧毁耐压耐压6 V的电容器不能直接接在此电的电容器不能直接接在此电源上源上ABC D第27页，共39页，编辑于2022年，星期四课课堂互堂互动讲练动讲练第28页，共39页，编辑于2022年，星期四高高频频考点例

16、析考点例析一个电阻为一个电阻为r、边长为、边长为L的正方形线圈的正方形线圈abcd共共n匝，线匝，线圈在磁感应强度为圈在磁感应强度为B的匀强的匀强磁场中绕垂直于磁感线的磁场中绕垂直于磁感线的轴轴OO以如图以如图1013所示所示的角速度的角速度匀速转动，外电路匀速转动，外电路电阻为电阻为R.题型一题型一 正确应用交变电流的正确应用交变电流的“四值四值”例例1图图10101 13 3第29页，共39页，编辑于2022年，星期四高高频频考点例析考点例析(1)在图中标出此刻线圈感应电流的方向；在图中标出此刻线圈感应电流的方向；(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大

17、？有多大？(3)线圈平面与磁感线夹角为线圈平面与磁感线夹角为60时的感时的感应电动势多大？应电动势多大？(4)设发电机由柴油机带动，其他能量损设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？(5)从图示位置开始，线圈转过从图示位置开始，线圈转过60的过的过程中通过程中通过R的电荷量是多少？的电荷量是多少？第30页，共39页，编辑于2022年，星期四高高频频考点例析考点例析【解析】解析】(1)电流方向电流方向dcba(图略图略)(2)根据根据EBlv得得EmnBSnBL2.(3)线圈平面与线圈平面与B成成60时的瞬时感应电动时的瞬时感应电动

18、势势第31页，共39页，编辑于2022年，星期四高高频频考点例析考点例析第32页，共39页，编辑于2022年，星期四高高频频考点例析考点例析第33页，共39页，编辑于2022年，星期四高高频频考点例析考点例析【规律总结】规律总结】(1)求线圈在匀强磁求线圈在匀强磁场中转动时产生的正弦交流电的电动势的场中转动时产生的正弦交流电的电动势的最大值最大值Em时，可用公式时，可用公式EmnBS求解，求解，此时要注意别忘记线圈的匝数此时要注意别忘记线圈的匝数n.第34页，共39页，编辑于2022年，星期四高高频频考点例析考点例析如图如图1014为一交变电流的为一交变电流的it图图象，该交变电流的有效值为多

19、少？象，该交变电流的有效值为多少？题型二题型二 交变电流有效值的计算交变电流有效值的计算例例2图图10101 14 4第35页，共39页，编辑于2022年，星期四高高频频考点例析考点例析【思路点拨】思路点拨】根据有效值的定义即可根据有效值的定义即可求出交变电流的有效值求出交变电流的有效值【解析】解析】从题图看出交变电流周从题图看出交变电流周期期T0.4 s，t10.1 s，t20.1 s，t30.15 s，设有效值为，设有效值为I，则：，则：I12Rt1I22Rt2I32Rt3I2RT，其中，其中I13 A，I22 A，I31 A，代入得，代入得I1.9 A.【答案】答案】1.9 A第36页，共39页，编辑于2022年，星期四高高频频考点例析考点例析第37页，共39页，编辑于2022年，星期四随堂达随堂达标标自自测测点击进入点击进入第38页，共39页，编辑于2022年，星期四课时课时活活页训练页训练点击进入点击进入第39页，共39页，编辑于2022年，星期四