高考物理总复习 10.1 交变电流的产生及描述（选考部分B版） 课件

加试要求 1交变电流(c)2.描述交变电流的物理量(c)3.电感和电容对交变电流的影响(b)4.变压器(c)5.电能的输送(c)6.实验：探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系() 第1讲交变电流的产生及描述 考纲解读(1)知道正弦式交变电流的图象描述。(2)知道正弦式交变电动势、电流、电压的瞬时值表达式。(3)知道正弦式交变电流的峰值和有效值之间的关系。(4)知道电器上标注的、电表测量的和通常所说的电压、电流均为有效值。(5)能从正弦式交变电流的图象中读出峰值、周期。(6)能对正弦式交变电流的图象描述和函数式描述进行转换。(7)知道电容器对交变电流的阻碍作用及电容器的电容与交变电流的频率有关。(8)知道电容器具有“隔直流、通交流”和“阻低频、通高频”的特点。 考点一交变电流 知 识 梳 理 1交变电流 (1)定义： 和 都随时间做周期性变化的电流。 (2)图象：如图(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流。其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，如图(a)所示。大小方向 2正弦交变电流的产生和图象 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕 方向的轴匀速转动。 (2)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线。如图(e)、(f)、 (g)所示。垂直于磁场 规 律 方 法 1交流电产生过程中的两个特殊位置 2解决交变电流图象问题的三点注意 (1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关。 (2)注意峰值公式EmnBS中的S为有效面积。 (3)在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解。 题 组 训 练 1(基础考点交变电流产生的条件)如图所示，面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势eBSsin t的图是() 解析线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为eBSsin t，由这一原理可判断，A图正确。答案A 2(基础考点交变电流的产生过程)一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈内的磁通量随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是 () 3(高考热点对交变电流产生过程的理解)(2016东阳市联考)如图所示，为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是 () A线圈每转动一周，指针左右摆动两次 B图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C图示位置ab边的感应电流方向为ab D线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 解析线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故A错；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为ab，故C对；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，B、D错误。答案C 4(高考热点交变电流的产生过程与图象的综合考查)一个矩形线圈在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象如图甲所示，则下列说法中正确的是 () At0时刻，线圈平面与中性面垂直 Bt0.01 s时刻，的变化率最大 Ct0.02 s时刻，感应电动势达到最大 D该线圈产生的相应感应电动势的图象如图乙所示解析由题图甲可知t0时刻，线圈的磁通量最大，线圈处于中性面，t0.01 s时刻，磁通量为零，但变化率最大，所以A项错误，B项正确；t0.02 s时，感应电动势应为零，C、D项均错误。答案B 5(高考热点交变电流产生过程的特殊位置)有一10匝正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1 ，线框绕OO轴以10 rad/s的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T。求：该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？ 答案6.28 V6.28 A 考点二描述交变电流的物理量一次周期性次数 2正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时) (1)电动势e随时间变化的规律：e 。 (2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u 。 (3)电流i随时间变化的规律：i 。其中等于线圈转动的 ，Em 。Emsin tUmsin tImsin t角速度nBS 规 律 方 法 1交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较 3交变电流瞬时值表达式的求法 题 组 训 练 1(基础考点对描述交变电流物理量的认识)下列提到的交变电流，不是指有效值的是 () A交流电压表的读数 B保险丝熔断电流 C电容器击穿电压 D220 V交流电压解析电容器击穿电压指电容器两端允许加的电压的最大值。答案C 答案B 答案B 答案D 考点三电感和电容对交变电流的影响 知 识 梳 理 1电感器对交变电流的阻碍作用 (1)线圈的自感系数越 ，交流的频率越 ，对交变电流的阻碍作用越 。大高大 (2)电感器的应用类型区别低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小阻碍作用较大较小应用通 流、阻 流通 频、阻 频直交低高 2电容器对交变电流的阻碍作用 (1)电容器的电容越 ，交流的频率越 ，对交变电流的阻碍作用越 。 (2)作用：“通 流，隔 流；通 频，阻 频”。大高小交直高低 答案C 2(基础考点电容器的应用)(2016金华十校调研)(多选)如图甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“”表示，交流低频成分用“”表示，直流成分用“”表示。关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是 () A图甲中R得到的是交流成分 B图甲中R得到的是直流成分 C图乙中R得到的是低频成分 D图乙中R得到的是高频成分 解析当交变电流加在电容器上时，有“通交流，隔直流，通高频、阻低频”的特性，甲图中电容器隔直流，R得到的是交流成分，A正确，B错误；乙图中电容器能通过交流高频成分，阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确，D错误。答案AC 3(基础考点电阻、电感器、电容器的区别)(多选)在如图所示的电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流；L是一个25 mH的高频扼流圈，C是一个100 pF的电容器，R是负载电阻。下列说法正确的是 () AL的作用是“通低频，阻高频” BC的作用是“通交流，隔直流” CC的作用是“通高频，阻低频” D通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远小于高频交流所占的百分比 解析L是自感系数很小的高频扼流圈，其作用是“通低频、阻高频”，A正确；C是电容很小的电容器，其作用是“通高频，阻低频”，也称高频旁路电容，由于L对高频的阻碍作用和C对高频的旁路作用，使得R中的电流低频成分远远大于高频成分，故A、C正确。答案AC