2010届高三物理一轮复习学案交变电流 电磁场和电磁波 doc--高中物理.doc

http://cooco.net.cn永久免费组卷搜题网http://cooco.net.cn永久免费组卷搜题网2010届高三物理一轮复习学案：交变电流电磁场和电磁波教学目标1．掌握交流电变化规律。2．理解交流电的有效值。3．掌握变压器工作原理及规律。4．知道变压器的输入功率随输出功率增大而增大知道变压器原线圈中的电流随副线圈电流增大而增大。5．知道电磁场电磁波电磁波的波速。6．培养综合应用电磁感应知识解决复杂问题的能力。教学重点、难点分析1．交流电的产生和变化规律。2．交流电有效值的计算。教学过程设计一、正弦交变电流法拉第电磁感应定律的内容：电路中感应电动势大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。启发引导：一个矩形闭合线框在磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动情况将如何？线框边长ab=dc=L1ad=bc=L2OO′为过ad、bc中点的轴。从图示位置开始计时经过时间t线圈转过角度θ=ωt此时ab和dc边产生感应电动势。BO1ωO2线圈产生总电动势e=Eab+Edc=BL1L2ωsinωt记作e=Emsinωt设线圈总电阻为R线圈中感应电流记作i=Imsinωte和i随t按正弦规律变化。1．正弦交变电流的产生闭合矩形线圈在磁场中绕垂直于场强方向的轴转动产生的电流随时间作周期性变化称交流电。当闭合线圈由中性面位置（右图中O1O2位置）开始在匀强磁场中匀速转动时线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：e=Emsinωt其中Em=nBSω这就是正弦交变电流。2．交流电的变化规律（1）函数表达式：e=Emsinωt、i=Imsinωt、u=Umsinωt（2）图像：以e（i、u）为因变量t或ωt为自变量作图。3．描述交流电的周期性变化规律的物理量（1）周期（T）：完成一次周期性变化所需要的时间。单位：秒s。（2）频率（f）：交流电在ls内完成周期性变化的次数。单位：赫兹Hz。二者关系：（3）角频率（ω）：线圈在t时间内转过的角度。单位：弧度/秒（rad/s）。4．交变电流的有效值交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻如果它们在相同的时间内产生的热量相等就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。（1）只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的倍、、。（2）通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指有效值。（电容器的耐压值是交流的最大值。）3．正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别。以电动势为例：最大值用Em表示有效值用E表示瞬时值用e表示平均值用表示。它们的关系为：E=Em/e=Emsinωt。平均值不常用必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：。特别要注意有效值和平均值是不同的两个物理量千万不可混淆。生活中用的市电电压为220V其最大值为220V=311V（有时写为310V）频率为50HZ所以其电压即时值的表达式为u=311sin314tV。【例题1】交流发电机的转子由B∥S的位置开始匀速转动与它并联的电压表的示数为14.1V那么当线圈转过30°时交流电压的瞬时值为V。解：电压表的示数为交流电压的有效值由此可知最大值为Um=U=20V。而转过30°时刻的瞬时值为u=Umcos30°=17.3V。【例题2】如图为一交流电的电流随时间而变化的图像则此交流电流的有效值是______。解：根据交流电的定义：解得I有=5A。【例题3】通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值I。解：该交流周期为T=0.3s前t1=0.2s为恒定电流I1=3A后t2=0.1s为恒定电流I2=-6A因此这一个周期内电流做的功可以求出来根据有效值的定义设有效值为I根据定义有：I2RT=I12Rt1+I22Rt2带入数据计算得：I=3A。【例题4】交流发电机转子有n匝线圈每匝线圈所围面积为S匀强磁场的磁感应强度为B匀速转动的角速度为ω线圈内电阻为r外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中求：（1）通过R的电荷量q为多少？（2）R上产生电热QR为多少？（3）外力做的功W为多少？解：（1）按照电流的定义I=q/t计算电荷量q应该用电流的平均值：即而这里电流和电动势都必须要用平均值不能用有效值、最大值或瞬时值。（2）求电热应该用有效值先求总电热Q再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR。。这里的电流必须要用有效值不能用平均值、最大值或瞬时值。（3）根据能量守恒外力做功的过程是机械能向电能转化的过程电流通过电阻又将电能转化为内能即放出电热。因此。一定要学会用能量转化和守恒定律来分析功和能。【例题5】左图所示是某种型号的电热毯的电路图电热毯接在交