2021高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 第1节 交变电流的产生和描述教案 鲁科版.doc

-15-第十一章交变电流传感器2018级福建省普通高中教学指导意见与2021年选择考预测内容标准1.知道交变电流,能用函数表达式和图象描述交变电流.2.通过实验,了解电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用.3.通过实验,探究变压器电压与匝数的关系.4.了解从变电站到住宅的输电过程,知道远距离输电时应用高电压的道理.5.知道非电学量转换成电学量的技术意义.6.通过实验,知道常见传感器的工作原理.7.列举传感器在生活和生产中的应用.实验:传感器的简单应用选择考预测本章是电磁感应内容的延续,高考对本章内容的考查一般以选择题的形式出现,考查难度不大,涉及的知识点有交变电流的产生过程、交变电流的图象和交变电流的“四值”、变压器及远距离输电等.而传感器往往在一些试题中提及而已,较少单独命题.2021年选择性考试改为福建本省自主命题且实行单科考试后,考试时长和试题题量均会相应增加,预计2021年的考试中,通过交变电流的图象考查交变电流的四值、变压器等问题,变压器结合电路分析仍将是考查的重点.[全国卷考情分析]——供老师参考考点内容要求高考(全国卷)三年命题情况对照分析201720182019交变电流、交变电流的图象Ⅰ未命题Ⅲ卷T16:将正弦交变电流和方波交变电流、有效值、焦耳定律有机融合未命题正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值Ⅰ理想变压器Ⅱ远距离输电Ⅰ实验十二:传感器的简单使用备考策略:1.考查方式:从近三年命题看,高考对本章的考查频率一般,主要有:一是交变电流的产生过程;二是交变电流的图象和交变电流的“四值”;三是变压器及远距离输电.难度不大,多以选择题的形式出现.2.命题趋势:预计高考对本专题内容的考查仍将通过交变电流的图象考查交变电流的四值、变压器等问题,可能加强对实际问题处理能力的考查,以选择题为主.第1节交变电流的产生和描述一、交变电流1.交变电流:电流的大小和方向都随时间做周期性的变化,这种电流叫交变电流,简称交流电.下图为几种交变电流的电流随时间变化的图象.2.正弦式交变电流的产生和图象(1)产生:如图所示,在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.注意:正弦式交变电流的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.(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,如图所示.知识解读在交流发电机的示意图中,设匀强磁场磁感应强度为B,正方形线圈边长为L,匝数为n,以O1O2为起点、角速度ω匀速转动,经过时间t转至实线位置,试推导此时线圈中感应电动势的表达式.答案:AB边产生的感应电动势e1=nBLvsinθ,θ为线圈转过的角度,因为v=ωr=ωL,θ=ωt,可得e1=nBL2ω·sinωt;同理CD边产生的感应电动势e2=nBL2ω·sinωt.则线圈中感应电动势e=nBL2ω·sinωt.二、描述交变电流的物理量1.交变电流的周期和频率的关系:T=.2.交变电流的“四值”(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(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值,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.对正弦式电流,其有效值和峰值的关系为E=,U=,I=.(4)平均值:用=n来计算.通常所说交变电流、电压的数值,各种交流电气设备所标的额定电压和额定电流的数值,一般交流电表测量的数值,都是指有效值(除非有特殊说明).自主探究有人说,在图(甲)(乙)中,线圈平面转到中性面的瞬间,穿过线圈的磁通量最大,因而线圈中的感应电动势最大;线圈平面跟中性面垂直的瞬间,穿过线圈的磁通量为零,因而感应电动势为零.这种说法对不对?为什么?答案:不对.线圈平面转到中性面的瞬间,虽穿过线圈的磁通量最大,但因为此时线圈不切割磁感线,瞬时感应电动势为零;线圈平面跟中性面垂直的瞬间,虽穿过线圈的磁通量为零,但因为此时线圈垂直切割磁感线,瞬时感应电动势最大.1.思考判断(1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,一定会产生正弦式交变电流.(×)(2)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动经过中性面时,线圈中的感应电动势为零,电流方向发生改变.(√)(3)线圈在磁场中转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时,产生的感应电动势也最大.(×)(4)任何交变电流的最大值Im与有效值I之间的关系都是Im=I.(×)(5)交流电气设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值.(√)2.在如图所示的四种情况中,矩形线圈绕OO′轴匀速转动.不能产生交变电流的是(A)解析:A项由于转轴与磁场平行,故穿过线圈的磁通量一直为零,故不能产生交变电流,A符合题意;B,C,D三项转轴与磁场垂直,线圈绕转轴转动时磁通量周期性变化,则产生的电流为周期性变化,为交变电流,B,C,D不符合题意.