《江蘇省揚州市江都中學高考物理一輪復習 第二章《交變電流》（第1課時）交變電流的產(chǎn)生和描述課件 新人教版選修32》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《江蘇省揚州市江都中學高考物理一輪復習 第二章《交變電流》（第1課時）交變電流的產(chǎn)生和描述課件 新人教版選修32（14頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第1課時課時 交變電流的產(chǎn)生和描述交變電流的產(chǎn)生和描述活動一課前預習部分課前預習部分活動一活動一考綱考點考綱考點知識梳理知識梳理基礎檢測基礎檢測活動一課堂導學部分課堂導學部分活動二活動二對中性面的理解對中性面的理解 問題問題1 1(1) (1) 中性面是與磁場方向垂直的平面，是假想的一個參考面中性面是與磁場方向垂直的平面，是假想的一個參考面. .(2) (2) 線圈平面位于中性面時，穿過線圈平面的磁通量最大，而磁線圈平面位于中性面時，穿過線圈平面的磁通量最大，而磁通量的變化率為零，產(chǎn)生的感應電動勢為零通量的變化率為零，產(chǎn)生的感應電動勢為零. .(3) (3) 線圈平面與中性面垂直時，穿過線圈

2、平面的磁通量為零，但線圈平面與中性面垂直時，穿過線圈平面的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，產(chǎn)生的感應電動勢最大磁通量的變化率最大，產(chǎn)生的感應電動勢最大. .(4) (4) 線圈每經(jīng)過中性面一次，電流方向就改變一次，線圈轉(zhuǎn)動一線圈每經(jīng)過中性面一次，電流方向就改變一次，線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，所以電流的方向改變兩次周，兩次經(jīng)過中性面，所以電流的方向改變兩次. . 活動一課堂導學部分課堂導學部分活動二活動二對中性面的理解對中性面的理解問題問題1 1【典型例題典型例題1】一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感

3、應電動勢，線圈中的感應電動勢e 隨時間隨時間t 的變化關系如圖所示的變化關系如圖所示.下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A. t1時刻通過線圈的電流最大時刻通過線圈的電流最大B. t1時刻通過線圈的磁通量最大時刻通過線圈的磁通量最大C. t2時刻穿過線圈的磁通量變化率最小時刻穿過線圈的磁通量變化率最小D. 每當電動勢每當電動勢e變換方向時，通過線圈的磁通量最小變換方向時，通過線圈的磁通量最小活動一課堂導學部分課堂導學部分活動二活動二交變電流瞬時值表達式的書寫基本思路交變電流瞬時值表達式的書寫基本思路 問題問題2 21. 1. 確定交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象或由公式確定交變電流的峰值，根

4、據(jù)已知圖象或由公式EmEm= =nBSnBS求出相求出相應的峰值應的峰值. .2. 2. 明確線圈的初始位置，找出對應的函數(shù)關系式明確線圈的初始位置，找出對應的函數(shù)關系式. .線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，則線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，則i-ti-t圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i=i=ImsinImsin tt. .線圈從垂直中性面開始轉(zhuǎn)動，則線圈從垂直中性面開始轉(zhuǎn)動，則i-ti-t圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為式為i=i=ImcosImcos tt. .活動一課堂導學部分課堂導學部分活動二活動二交變電流瞬時值表達式的書寫基本思路交變電流瞬時值表達式的書寫基

5、本思路問題問題2 2【典型例題典型例題2】如圖所示，矩形線圈邊長為如圖所示，矩形線圈邊長為ab=20 cm，ad=10 cm，匝數(shù)，匝數(shù)N=100匝，磁場的磁感應強度匝，磁場的磁感應強度B=0.01 T.當線圈以當線圈以50 r/s的轉(zhuǎn)速從圖示位置開始的轉(zhuǎn)速從圖示位置開始逆時針勻速轉(zhuǎn)動，求：逆時針勻速轉(zhuǎn)動，求：(1) 線圈中感應電動勢瞬時值表達式；線圈中感應電動勢瞬時值表達式；(2) 從線圈開始轉(zhuǎn)動起計時，經(jīng)從線圈開始轉(zhuǎn)動起計時，經(jīng)0.01 s時感應電動勢的瞬時值。時感應電動勢的瞬時值?；顒右徽n堂導學部分課堂導學部分活動二活動二交變電流中的交變電流中的“四值四值”計算計算 問題問題3 3 Em

6、Em交流電動勢最大值交流電動勢最大值: :當線圈轉(zhuǎn)到穿過線圈的磁通量為當線圈轉(zhuǎn)到穿過線圈的磁通量為0 0的位的位置時，取得此值置時，取得此值. .應強調(diào)指出的是，應強調(diào)指出的是，EmEm與線圈形狀無關，與轉(zhuǎn)軸位置無與線圈形狀無關，與轉(zhuǎn)軸位置無關，其表達式為關，其表達式為EmEm= =NSBNSB. . 討論電容器的擊穿電壓時對應峰值。討論電容器的擊穿電壓時對應峰值。 瞬時值瞬時值 e e 交變電流某一時刻的值交變電流某一時刻的值 ，e=e=EmsinEmsin tt（中性面計時）（中性面計時） 一般，瞬時值用于計算線圈某時刻的受力情況一般，瞬時值用于計算線圈某時刻的受力情況 平均值平均值 交變

7、電流圖象中圖線與時間軸所夾的面積與時間的比值交變電流圖象中圖線與時間軸所夾的面積與時間的比值. . 一般用于計算通過電路截面的電荷量一般用于計算通過電路截面的電荷量 I活動一課堂導學部分課堂導學部分活動二活動二交變電流中的交變電流中的“四值四值”計算計算 問題問題3 3有效值有效值交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應( (電流通過電阻生熱電流通過電阻生熱) )進行定義的，所以進行有效值計算時，要緊扣電流通過電阻生熱進行定義的，所以進行有效值計算時，要緊扣電流通過電阻生熱( (或熱或熱功率功率) )進行計算進行計算. .注意注意“三同三同”: :即即“相同電阻相同

8、電阻”上，上，“相同時間相同時間”內(nèi)，內(nèi)，產(chǎn)生產(chǎn)生“相同熱量相同熱量”. .計算時計算時“相同時間相同時間”要取周期的整數(shù)倍，一般取一要取周期的整數(shù)倍，一般取一個周期個周期. .(1) (1) 計算與電流的熱效應有關的量計算與電流的熱效應有關的量( (如電功、電功率、電熱等如電功、電功率、電熱等) )(2) (2) 電氣設備電氣設備“銘牌銘牌”上所標的一般是有效值上所標的一般是有效值(3) (3) 保險絲的熔斷電流為有效值保險絲的熔斷電流為有效值 活動一課堂導學部分課堂導學部分活動二活動二交變電流中的交變電流中的“四值四值”計算計算 問題問題3 3【典型例題典型例題3 3】如圖所示，邊長為如圖

9、所示，邊長為L L的正方形線圈的正方形線圈abdcabdc的匝數(shù)為的匝數(shù)為n n，線圈電阻為，線圈電阻為r r，外電路的電阻為外電路的電阻為R R，abab的中點和的中點和cdcd的中點的連線的中點的連線OOOO恰好位于勻強磁場的邊界上，磁恰好位于勻強磁場的邊界上，磁感應強度為感應強度為B.B.現(xiàn)在線圈以現(xiàn)在線圈以OOOO為軸，以角速度為軸，以角速度勻速轉(zhuǎn)動，求：勻速轉(zhuǎn)動，求：(1) (1) 閉合電路中電流瞬時值的表達式；閉合電路中電流瞬時值的表達式；(2) (2) 線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過9090的過程中電阻的過程中電阻R R上產(chǎn)生的熱量；上產(chǎn)生的熱量；(3) (3) 電阻電阻R

10、 R上的最大電壓。上的最大電壓?；顒右徽n堂導學部分課堂導學部分活動二活動二交變電流中的交變電流中的“四值四值”計算計算問題問題3 3變式：變式：如圖所示，一臺模型發(fā)電機的電樞是矩形導線框如圖所示，一臺模型發(fā)電機的電樞是矩形導線框abcdabcd，其，其abab和和cdcd邊長邊長l1=0.4 ml1=0.4 m，adad和和bcbc邊長邊長l2=0.2 ml2=0.2 m，匝數(shù)，匝數(shù)n=100n=100匝，它在磁感應強度匝，它在磁感應強度B=0.2 TB=0.2 T的勻強磁的勻強磁場中繞通過線框?qū)ΨQ中心線且垂直于磁場方向的軸場中繞通過線框?qū)ΨQ中心線且垂直于磁場方向的軸OOOO勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動.

11、 .當開關當開關S S斷開時，斷開時，電壓表的示數(shù)為電壓表的示數(shù)為10 V10 V，開關，開關S S閉合時，外電路上標有閉合時，外電路上標有“10 V10 V10 W”10 W”的燈泡恰好正的燈泡恰好正常發(fā)光，求：常發(fā)光，求：(1) (1) 導線框?qū)Ь€框abcdabcd在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度.(.(線圈的電阻不計線圈的電阻不計) )(2) S(2) S閉合后，當導線框從圖示位置轉(zhuǎn)過閉合后，當導線框從圖示位置轉(zhuǎn)過=60=60時的過程中通過燈泡的電荷量時的過程中通過燈泡的電荷量. .活動一課堂導學部分課堂導學部分活動二活動二交變電流中的圖象問題交變電流中的圖象問題 問題問題4 4

12、1. 1. 正弦式交變電流的正弦式交變電流的e e、u u、i i圖象圖象( (如圖所示如圖所示).).三個圖象對應的表達式分別為三個圖象對應的表達式分別為e=e=EmsinEmsin tt、u=u=UmsinUmsin tt、i=i=ImsinImsin tt. .2. 2. 由交變電流的圖象可得出由交變電流的圖象可得出: :(1) (1) 交變電流的周期和頻率交變電流的周期和頻率. .(2) (2) 交變電流的最大值交變電流的最大值. .(3) (3) 某一時刻對應的瞬時值某一時刻對應的瞬時值. .活動一課堂導學部分課堂導學部分活動二活動二交變電流中的圖象問題交變電流中的圖象問題 問題問題

13、4 4【典型例題典型例題4 4】一正弦交變電流的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示一正弦交變電流的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示. .由圖可由圖可知知( () )A. A. 該交流電壓瞬時值的表達式為該交流電壓瞬時值的表達式為u=100sin(25t)Vu=100sin(25t)VB. B. 該交變電流的頻率為該交變電流的頻率為50 Hz50 HzC. C. 該交變電流的電壓的有效值為該交變電流的電壓的有效值為100 V100 VD. D. 若將該交變電流加在阻值若將該交變電流加在阻值R=100 R=100 的電阻兩端，則電阻消耗的功率為的電阻兩端，則電阻消耗的功率為50 W50 W活動一課堂導學部分

14、課堂導學部分活動二活動二交變電流中的圖象問題交變電流中的圖象問題 問題問題4 4變式變式：圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極：圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N N、S S間的磁場可視為水平方向的間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，勻強磁場，A A為交流電流表為交流電流表. .線圈繞垂直于磁場方向的水平軸線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OOOO沿逆時針方向勻速沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示，下列轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示，下列說法中正確的是說法中正確的是( () )A. A. 電流表的示數(shù)為電流表的示數(shù)

15、為10 A B. 10 A B. 線圈轉(zhuǎn)動的角速度為線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50 50 rad/srad/sC. 0.01 sC. 0.01 s時線圈平面與磁場方向平行時線圈平面與磁場方向平行D. 0.02 sD. 0.02 s時電阻時電阻R R中電流的方向自右向左中電流的方向自右向左甲乙線圈位于中性面時有何特點？線圈位于中性面時有何特點？ 問題問題1 1小結書寫交變電流瞬時值表達式的基本思路是？書寫交變電流瞬時值表達式的基本思路是？問題問題2 2交變電流中的交變電流中的“四值四值”計算應注意哪些問題計算應注意哪些問題 ？問題問題3 3交變電流中圖象的種類和作用？交變電流中圖象的種類和作用？問題問題4 4