（讲练测）高考物理一轮复习 专题44 交变电流的产生及描述（讲）（含解析）-人教版高三全册物理学案.doc

-9-专题44交变电流的产生及描述（讲）1．交变电流的产生及其各物理量的变化规律应用交流电的图象解决问题．2．利用有效值的定义对交变电流的有效值进行计算．3．理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率之间的关系应用变压器动态变化的分析方法．4．远距离输电的原理和相关计算．5．传感器的简单使用能够解决与科技、社会紧密结合的问题．6．高考对本章知识的考查主要体现在“三突出”：①突出考查交变电流的产生过程；②突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；③突出考查变压器对变压器的原理理解的同时还要掌握变压器的静态计算和动态分析远距离输电也要重视。对本专题知识点高考每年必考．命题频率较高的知识点有交变电流的变化规律（包括图象）、最大值与有效值等以选择题的形式出现。变压器的原理电压比、电流比及功率关系是考查的重点；将本章知识与电磁感应等结合的力、电综合题或考查与本章知识有关的实际应用。1．能掌握交变电流的产生和描述会写出交变电流的瞬时值表达式．2．能认识交变电流的图象和进行有效值、最大值的计算．一、交变电流的产生和变化规律1．交变电流大小和方向都随时间做周期性变化的电流．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简称正弦式电流如图（a）所示．2．正弦交流电的产生和图象（1）产生：在匀强磁场里线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．（2）中性面①定义：与磁场方向垂直的平面．②特点a．线圈位于中性面时穿过线圈的磁通量最大磁通量的变化率为零感应电动势为零．b．线圈转动一周两次经过中性面．线圈每经过中性面一次电流的方向就改变一次．（3）图象：用以描述交流电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函数曲线．二、正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值1．周期和频率（1）周期（T）：交变电流完成一次周期性变化（线圈转一周）所需的时间单位是秒（s）公式．（2）频率（f）：交变电流在1s内完成周期性变化的次数．单位是赫兹（Hz）．（3）周期和频率的关系：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＝Emsin_ωt．（2）负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝Umsin_ωt．（3）电流i随时间变化的规律：i＝Imsin_ωt．其中ω等于线圈转动的角速度Em＝nBSω．3．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时间的函数．（2）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．（3）有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对正弦交流电其有效值和峰值的关系为：、、．（4）平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值．考点一交变电流的变化规律1．正弦式交变电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时）规律物理量函数图象磁通量Φ＝Φmcosωt=BScosωt电动势e＝Emsinωt=nBSωsinωt电压u＝Umsinωt=sinωt电流i＝Imsinωt=sinωt2．两个特殊位置的特点（1）线圈平面与中性面重合时S⊥BΦ最大＝0e＝0i＝0电流方向将发生改变．（2）线圈平面与中性面垂直时S∥BΦ＝0最大e最大i最大电流方向不改变．特别提醒：①只要线圈平面在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动就产生正弦式交流电其变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关．②Φ－t图象与对应的e－t图象是互余的．★重点归纳★1、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Em＝nBSω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．★典型案例★（多选）矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中线框输出的交流电电压随时间变化的图象如图所示下列说法中正确的是：（）A．交流电压的有效值为频率为0．25HzB．交流电压的最大值为频率为0．25HzC．2s末线框平面垂直于磁场通过线框的磁通量最大D．1s末线框平面垂直于磁场通过线框的磁通量变化最快【答案】BC【名师点睛】本题考查了对交流电图象的认识要具备从图象中获得有用信息的能力；重点在于找出最大值和周期再通过公式求解有效值和角速度及频率等。★针对练习1★如图所示在匀强磁场中匀速转动的单匝纯电阻矩形线圈的周期为转轴垂直于磁场方向线圈电阻为。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时线圈转过时的感应电流为1。下列说法正确的是：（）O1O2BA．线圈消耗的电功率为1WB．线圈中感应电流的有效值为2AC．任意