高考物理一輪復(fù)習(xí)隨堂第1單元省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎?wù)n件

第十章交變電流電能輸送與變壓器傳感器1/252/25一、交變電流產(chǎn)生1．交變電流：強度和方向都隨時間做

改變電流叫做交變電流．2．正弦交變電流產(chǎn)生：將線圈置于勻強磁場中，并繞垂直于磁感線軸

，線圈中就會產(chǎn)生正(余)弦交變電流．3．中性面(1)定義：與磁場方向

平面．(2)特點①線圈位于中性面時，穿過線圈磁通量

，磁通量改變率為

，感應(yīng)電動勢為．②線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，線圈每經(jīng)過

，電流方向就改變一次．周期性勻速轉(zhuǎn)動垂直最大零零中性面3/25NBSω

時間

周期性改變

Imsinωt.

NBSωsinωt

4/25最大值

產(chǎn)生熱量

[溫馨提醒](1)有效值應(yīng)用非常廣泛，用電器銘牌上所標電壓都是額定電壓有效值．(2)只有正(余)弦交變電流有效值是最大值，其它交變電流有效值要依據(jù)有效值定義求解．5/25正弦式電流改變規(guī)律6/257/252.兩個特殊位置特點(1)線圈平面與中性面重合時，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，電流方向?qū)l(fā)生改變．(2)線圈平面與中性面垂直時，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，電流方向不改變．3．交變電流瞬時值表示式書寫基本思緒(1)確定正弦交變電流峰值，依據(jù)已知圖象或由公式Em＝nBSω求出對應(yīng)峰值．(2)明確線圈初始位置，找出對應(yīng)函數(shù)關(guān)系式．①線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則i－t圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imsinωt.②線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則i－t圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imcosωt.[重點提醒](1)只要平面線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場軸勻速轉(zhuǎn)動，就產(chǎn)生正弦式交流電，其改變規(guī)律與線圈形狀、與轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)哪個位置無關(guān)．(2)因e∝，故Φ－t圖象與e－t圖象總是互余．(3)線圈轉(zhuǎn)動一周兩次經(jīng)過中性面，所以一個周期內(nèi)電流方向改變兩次．8/25如圖(a)所表示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點軸OO′以角速度ω逆時針勻速轉(zhuǎn)動．若以線圈平面與磁場夾角θ＝45°時如圖(b)為計時起點，并要求當電流自a流向b時電流方向為正，則以下四幅圖中正確是()9/25[聽課統(tǒng)計]

矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向軸轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生電流按正弦規(guī)律改變，因為t＝0時，線圈轉(zhuǎn)動方向如圖b，由右手定則判斷可得，此時ad中電流方向為由a到d，線圈中電流方向為a→d→c→b→a，與要求電流正方向相反，電流為負值．又因為此時ad、bc兩邊切割速度方向與磁場方向成45°夾角，由E＝2Blv⊥，可得E＝2Blv＝Em，即此時電動勢為最大值倍，電流當然也是最大值倍，由圖b還能觀察到，線圈在接下來45°轉(zhuǎn)動過程中，ad、bc兩邊切割速度越來越小，所以感應(yīng)電動勢應(yīng)減?。袘?yīng)電流應(yīng)減小，綜合上述幾點可知D項正確．[答案]D[思緒點撥]

確定感應(yīng)電流改變圖象，應(yīng)從三個方面分析：(1)感應(yīng)電流方向，(2)感應(yīng)電流大小，(3)感應(yīng)電流大小改變趨勢．從而排除錯誤選項，確定正確選項．10/251.(年合肥模擬)在垂直紙面向里有界勻強磁場中放置了矩形線圈abcd.線圈cd邊緣豎直方向且與磁場右邊界重合．線圈平面與磁場方向垂直．從t＝0時刻起，線圈以恒定角速度ω＝繞cd邊緣圖所表示方向轉(zhuǎn)動，要求線圈中電流沿abcda方向為正方向，則從t＝0到t＝T時間內(nèi)，線圈中電流I隨時間t改變關(guān)系圖象為()11/25答案：B12/25交變電流“四值”了解與應(yīng)用13/2514/25[重點提醒](1)計算有效值普通取交變電流一個周期時間．(2)非正弦交流電要依據(jù)其改變規(guī)律和焦耳定律確定其有效值．15/25如如圖所表示，勻強磁場B＝0.1T，所用矩形線圈匝數(shù)N＝100，邊長ab＝0.2m，bc＝0.5m，以角速度ω＝100πrad/s繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動．當線圈平面經(jīng)過中性面時開始計時，試求：(1)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢峰值；(2)線圈中感應(yīng)電動勢瞬時值表示式；(3)由t＝0至t＝過程中平均電動勢值．[思緒點撥]線圈繞一垂直于磁場方向軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢峰值為Em＝NBSω，若從中性面開始計時，瞬時值表示式為e＝Emsinωt，平均感應(yīng)電動勢可由＝N求得．16/25[答案](1)314V(2)e＝314sin100πtV(3)200V17/25如圖所表示，一個邊長L＝10cm，匝數(shù)N＝100匝正方形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁感線對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強度B＝0.50T，角速度ω＝10πrad/s，外電路電阻R＝4.0Ω，線圈內(nèi)阻r＝1.0Ω.(1)求線圈轉(zhuǎn)動周期和感應(yīng)電動勢最大值；(2)寫出線圈由圖中所表示位置開始計時時，感應(yīng)電動勢瞬時值表示式；(3)求交流電壓表示數(shù)．18/25答案：(1)0.2s

5πV(2)e＝5πcos10πt(3)2πV19/251．圖中閉合線圈都在勻強磁場中繞虛線所表示固定轉(zhuǎn)軸勻速動，不能產(chǎn)生正弦式交變電流是()解析：A、B選項中閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場且過線圈平面轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，滿足產(chǎn)生正弦式交變電流條件，能產(chǎn)生正弦式交變電流；C選項中轉(zhuǎn)軸平行于磁場，轉(zhuǎn)動過程中，穿過線圈磁通量一直為零，故C中不產(chǎn)生正弦式交變電流；D選項中即使只有二分之一線圈在磁場中，不過一直有一邊切割磁感線按照正弦規(guī)律產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，且一邊出時，另一邊恰好入，確保轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢連續(xù)按照正弦規(guī)律改變．故應(yīng)選C.答案：C20/252．一個矩形線圈在勻強磁場中勻角速度轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變電動勢瞬時值表示式為e＝10sin4πtV，則()A．該交變電動勢頻率為2HzB．零時刻線圈平面與磁場垂直C．t＝0.25s時，e到達最大值D．在1s時間內(nèi)，線圈中電流方向改變100次解析：由題中給出電動勢表示式能夠得到該交變電動勢角速度是4π，由角速度和周期、頻率關(guān)系ω＝＝2πf得到此交變電動勢頻率為2Hz，周期是0.5s，所以選項A正確．周期是0.5s，所以1s內(nèi)線圈中電流方向改變4次，選項D錯誤．t＝0.25s代入表示式，得到e＝0，選項C錯誤．零時刻，電動勢為零，此時穿過線圈磁通量最大，選項B正確．總而言之，本題正確選項為A、B.答案：AB21/253．一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈磁通量隨時間改變圖象如圖甲所表示，則以下說法中正確是()A．t＝0時刻線圈平面與中性面垂直B．t＝0.01s時刻Φ改變率達最大C．0.02s時刻感應(yīng)電動勢到達最大D．該線圈對應(yīng)感應(yīng)電動勢圖象如圖乙所表示答案：B22/254．家用電子調(diào)光燈調(diào)光原理是用電子線路將輸入正弦交流電壓波形截去一部分來實現(xiàn)，由截去部分多少來調(diào)整電壓，從而實現(xiàn)燈光可調(diào)，比過去用變壓器調(diào)壓方便且體積較小，某電子調(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后電壓波形如圖所表示，若用多用電表測燈泡兩端電壓，多用電表示數(shù)為()答案：C23/255.如圖所表示，n＝50匝矩形線圈abcd，邊長ab＝20cm，bc＝25cm，放在磁感應(yīng)強度B＝0