創(chuàng)新方案交變電流的產(chǎn)生和描述-完整版PPT

1、1交變電流、交變電流的圖象()2正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值 ()3理想變壓器()4遠(yuǎn)距離輸電()實(shí)驗(yàn)十一：傳感器的簡單使用 本章考查的熱點(diǎn)有交流電的圖象及有效值的計(jì)算、變壓器的原理、電壓與電流及功率關(guān)系，題型以選擇題為主，也有將本章知識(shí)與電磁感應(yīng)知識(shí)相結(jié)合進(jìn)行綜合考查，難度中等 復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)理解交流電的產(chǎn)生及描述，掌握變壓器的電壓比和電流比，了解變壓器的電壓、電流和功率的決定因素，熟悉遠(yuǎn)距離輸電的流程圖；對傳感器，要注意理解傳感器的工作原理和敏感元件的作用，同時(shí)注意與生產(chǎn)、生活實(shí)際相聯(lián)系 一、交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律1交變電流：大小和 都隨時(shí)間做 變化的電流2正弦式交變電流(1)定

2、義：按 變化的交變電流，簡稱正弦式電流(2)中性面：線圈平面垂直于磁場，此時(shí)穿過線圈的磁通量最大方向周期性正(余)弦規(guī)律(3)正弦式電流的產(chǎn)生當(dāng)閉合線圈由中性面位置(圖1011中O1O2位置)開始在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間 (4)正弦式電流的變化規(guī)律及對應(yīng)圖象(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))勻速按正弦規(guī)律變化規(guī)律物理量函數(shù)圖象磁通量mcostBScost電動(dòng)勢eEmsintnBSsint二、描述交變電流的物理量1周期和頻率(1)周期(T)：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的 ，單位是秒(s)，公式T .(2)頻率(f)：交變電流在1 s內(nèi)完成

3、周期性變化的 ，單位是赫茲(Hz)(3)周期和頻率的關(guān)系：T 或f .時(shí)間次數(shù)2交變電流的四值(1)峰值：Em .(2)瞬時(shí)值：交變電流在某一 的值，是時(shí)間的函數(shù)(3)有效值：根據(jù)電流的 來規(guī)定(4)平均值：E nBS時(shí)刻熱效應(yīng)三、電感和電容對交變電流的影響1電感器(1)感抗(XL2fL)：指電感線圈對正弦交變電流的阻礙作用(2)作用：通 、通低頻、阻 2電容器(1)容抗(XC )：指電容器對正弦交變電流的阻礙作用(2)作用：通交流、隔 、通 、阻低頻直流高頻直流高頻1.圖1012中不表示交變電流的是 ()解析：交變電流指的是大小和方向隨時(shí)間均做周期性變化的電流，由此可知，A不是交變電流答案：

4、A2.圖1013中閉合線圈都在勻強(qiáng)磁場中繞虛線所示的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，不能產(chǎn)生正弦式交變電流的是()解析： A、B選項(xiàng)中閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場且過線圈平面的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，滿足產(chǎn)生正弦式交變電流的條件，能產(chǎn)生正弦式交變電流；C選項(xiàng)中轉(zhuǎn)軸平行于磁場，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，穿過線圈的磁通量始終為零，故C中不產(chǎn)生正弦式交變電流；D選項(xiàng)中雖然只有一半線圈在磁場中，但是始終有一邊切割磁感線，按照正弦規(guī)律產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，且一邊出時(shí)，另一邊恰好進(jìn)入，保證轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢連續(xù)按照正弦規(guī)律變化故應(yīng)選C.答案：C3如圖1014所示，單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線OO與磁感線垂直已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)

5、強(qiáng)度B1 T，線圈所圍面積S0.1 m2，轉(zhuǎn)速12 r/min.若從中性面開始計(jì)時(shí)，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式應(yīng)為 ()Ae12sin120t(V)Be24sin120t(V)Ce0.04sin0.4t(V)De0.4cos2t(V)答案：C4一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖1015甲所示，則下列說法中正確的是 ()At0時(shí)刻線圈平面與中性面垂直Bt0.01 s時(shí)刻的變化率達(dá)最大C0.02 s時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢達(dá)到最大D該線圈相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢圖象如圖乙所示答案：B答案：CD6某同學(xué)在研究電容、電感對恒定電流與交變電流的影響時(shí)，采用

6、了如圖1016所示的電路，其中L1、L2是兩個(gè)完全相同的燈泡已知把開關(guān)置于3、4時(shí)，電路與交流電源連通，穩(wěn)定后的兩個(gè)燈泡發(fā)光亮度相同，則該同學(xué)在如下操作過程中能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 ()A當(dāng)開關(guān)置于3、4時(shí)，穩(wěn)定后若只增加交變電流的頻率，則L1變暗，L2變亮B當(dāng)開關(guān)置于1、2時(shí)，穩(wěn)定后L1、L2二個(gè)燈泡均發(fā)光且L1比L2亮C當(dāng)開關(guān)置于1、2時(shí)，穩(wěn)定后L1、L2二個(gè)燈泡均發(fā)光且亮度相同D在開關(guān)置于3、4的瞬間，L2立即發(fā)光，而L1亮度慢慢增大解析：當(dāng)開關(guān)置于3、4的瞬間，因L對電流的阻礙作用，L1亮度慢慢變大，D正確；穩(wěn)定后，若增大交流電頻率f，則感抗增大，容抗減小，故L1變暗，L2變亮，A正確；

7、當(dāng)開關(guān)置于1、2時(shí)，穩(wěn)定后因有C的電路不通，L2不亮，故B、C均錯(cuò)誤答案：AD典例啟迪例1如圖1017所示，邊長為l的正方形線圈abcd的匝數(shù)為n，ad邊的中點(diǎn)和bc邊的中點(diǎn)的連線OO恰好位于勻強(qiáng)磁場的邊界上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈與外電阻R構(gòu)成閉合電路，整個(gè)線圈的電阻為r.現(xiàn)在讓線圈以O(shè)O連線為軸，以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，求：思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)開始計(jì)時(shí)的位置在中性面位置(2)線圈只有一半在磁場中歸納領(lǐng)悟(1)只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，電流的瞬時(shí)值表達(dá)式才是正弦形式(2)注意峰值公式EmnBS中的S為有效面積(3)交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式書寫的基本思路確定正

8、弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象或由公式EmnBS求出相應(yīng)峰值明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式題組突破1如圖1018甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場中，并繞過ab、cd中點(diǎn)的軸OO以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)若以線圈平面與磁場夾角45時(shí)(如圖乙)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎齽t下列四幅圖1019中正確的是 ()圖1018圖1019答案：D2一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示由圖10110可知 () 圖10110A該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為U100sin(25t) VB該交流電的頻率為25 HzC該交流電的電壓的有效值為100 VD若將該交流電壓加在阻值R1

9、00 的電阻兩端，則電阻消耗的功率為50 W答案：BD典例啟迪例2多數(shù)同學(xué)家里都有調(diào)光臺(tái)燈、調(diào)速電風(fēng)扇，過去是用變壓器來實(shí)現(xiàn)的，缺點(diǎn)是成本高、體積大、效率低，且不能任意調(diào)節(jié)燈的亮度或電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速現(xiàn)在的調(diào)光燈、調(diào)速風(fēng)扇是用可控硅電子元件來實(shí)現(xiàn)的如圖10111所示為經(jīng)過一個(gè)可控硅調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓即在正弦交流電的每一個(gè)二分之一周期中，前面四分之一周期被截去調(diào)節(jié)臺(tái)燈上的旋鈕可以控制截去的多少，從而改變電燈上的電壓那么現(xiàn)在電燈上的電壓為多少？圖10111歸納領(lǐng)悟(1)幾種典型的交變電流的電壓有效值(2)非正弦式交變電流的有效值，一般是應(yīng)用電流的熱效應(yīng)求解，此時(shí)應(yīng)選一個(gè)周期的整數(shù)倍進(jìn)行計(jì)算題組突破3

10、如圖10112甲為電熱毯的電路圖，電熱絲接在U311sin100t V的電源上，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)電熱毯處于高溫?fù)?，?dāng)開關(guān)S斷開時(shí)電熱毯處于低溫?fù)酰幱诘蜏負(fù)鯐r(shí)輸入電壓變?yōu)槿鐖D乙所示的波形，電熱絲電阻保持不變，則下列說法正確的是 () 圖10112答案： BCDAS閉合時(shí)電表讀數(shù)為110 VBS斷開時(shí)電表讀數(shù)為156 VCS閉合時(shí)電表讀數(shù)為220 VDS閉合時(shí)電熱絲的功率是S斷開時(shí)的功率的2倍4一個(gè)邊長為6 cm的正方形金屬線框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場垂直，電阻為0.36 .磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖10113所示，則線框中感應(yīng)電流的有效值為 () 圖10113于是可作出i隨時(shí)間變化

11、的圖象如圖所示答案：B典例啟迪例3一個(gè)電阻為r、邊長為L的正方形線圈abcd共N匝，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸OO以如圖10114所示的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R.(1)說明此刻線圈感應(yīng)電流的方向 圖10114(2)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值有多大？(3)線圈平面與磁感線夾角為60時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢為多大？(4)設(shè)發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)帶動(dòng)，其他能量損失不計(jì)，線圈轉(zhuǎn)一周，柴油機(jī)做多少功？(5)從圖示位置開始，線圈轉(zhuǎn)過60的過程中通過R的電量是多少？(6)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？思路點(diǎn)撥線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，柴油機(jī)做的功等于電路一周期內(nèi)產(chǎn)生的電熱，而電流表、電壓表的示數(shù)為

12、電流和電壓的有效值歸納領(lǐng)悟交變電流“四值”的應(yīng)用物理量應(yīng)用情況及說明瞬時(shí)值計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況最大值當(dāng)考慮某些電學(xué)元件(電容器、晶體管等)的擊穿電壓時(shí)，指的是交變電壓的最大值有效值(1)通常所說的交變電流的電壓、電流強(qiáng)度，交流電表的讀數(shù)，保險(xiǎn)絲的熔斷電流值，電器設(shè)備銘牌上所標(biāo)的電壓、電流值都是指交變電流的有效值(2)求解交變電流的電熱問題時(shí)，必須用有效值來進(jìn)行計(jì)算平均值計(jì)算有關(guān)電量時(shí)只能用平均值題組突破A兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同B兩線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢達(dá)到最大值的時(shí)刻不同C經(jīng)相同的時(shí)間t(tT)，兩線圈產(chǎn)生的熱量相同D從此時(shí)刻起，經(jīng)T/4時(shí)間，流過兩線圈橫截面的電荷量相同答案：ACD6如圖10116所示，單匝矩形線圈放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場方向垂直于紙面向里，線圈所圍面積為S，線圈導(dǎo)線的總電阻為R.t0時(shí)刻線圈平面與紙面重合，且cd邊正在向紙面外轉(zhuǎn)動(dòng) 圖10116則 ()答案：CD 一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖10117所示下面說法中正確的是 () 圖10117At1和t3時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零Bt1和t3時(shí)刻穿過線圈的磁通量變化率為零C圖中是從線圈平面與磁場方向平行時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的D每當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢e變換方向時(shí)，穿過線圈的磁通量的絕