（浙江專版）高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十章 交變電流 第1課時 交變電流的產(chǎn)生和描述課件

1、12考綱要求考綱要求知識內(nèi)容知識內(nèi)容考試要求考試要求備考方略備考方略必考必考 加試加試交變電流交變電流c本章內(nèi)容只出現(xiàn)在選考中，考查本章內(nèi)容只出現(xiàn)在選考中，考查重點有：交變電流的有效值、瞬重點有：交變電流的有效值、瞬時值，變壓器的原理及應(yīng)用，遠時值，變壓器的原理及應(yīng)用，遠距離輸電等知識。其中針對變壓距離輸電等知識。其中針對變壓器的原理及應(yīng)用的題目出現(xiàn)頻率器的原理及應(yīng)用的題目出現(xiàn)頻率較高，常以選擇題的形式考查。較高，常以選擇題的形式考查。也可能與電磁感應(yīng)知識結(jié)合出現(xiàn)也可能與電磁感應(yīng)知識結(jié)合出現(xiàn)在計算題中。在計算題中。描述交變電流的物理量描述交變電流的物理量c電感和電容對交變電流電感和電容對交變電

2、流的影響的影響b變壓器變壓器c電能的輸送電能的輸送c實驗實驗15：探究變壓器線：探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系關(guān)系3第第1課時交變電流的產(chǎn)生和描述課時交變電流的產(chǎn)生和描述4一、交變電流產(chǎn)生一、交變電流產(chǎn)生1.交變電流交變電流(1)定義：定義：_和和_都隨時間做周期性變化的電流。都隨時間做周期性變化的電流。(2)圖象：如圖圖象：如圖(a)、(b)、(c)、(d)所示都屬于交變電流。其中所示都屬于交變電流。其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流，如圖按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流，如圖(a)所示。所示。大小大小方向方向52.正弦交變電流的產(chǎn)生和圖象正弦交變

3、電流的產(chǎn)生和圖象(1)產(chǎn)生：在勻強磁場里，線圈繞產(chǎn)生：在勻強磁場里，線圈繞_方向的軸勻方向的軸勻速轉(zhuǎn)動。速轉(zhuǎn)動。(2)圖象：用以描述交變電流隨時間變化的規(guī)律，如果線圈從圖象：用以描述交變電流隨時間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開始計時，其圖象為正弦曲線。如圖中性面位置開始計時，其圖象為正弦曲線。如圖(e)、(f)、(g)所示。所示。垂直于磁場垂直于磁場6二、交變電流的描述二、交變電流的描述1.周期和頻率周期和頻率一次周期性一次周期性次數(shù)次數(shù)72.正弦式交變電流的函數(shù)表達式正弦式交變電流的函數(shù)表達式(線圈在中性面位置開始計時線圈在中性面位置開始計時)(1)電動勢電動勢e隨時間變化的規(guī)律：隨時間

4、變化的規(guī)律：e_。(2)負載兩端的電壓負載兩端的電壓u隨時間變化的規(guī)律：隨時間變化的規(guī)律：u_。(3)電流電流i隨時間變化的規(guī)律：隨時間變化的規(guī)律：i_。其中。其中等于線圈等于線圈轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動的_，Em_。EmsintUmsintImsint角速度角速度nBS83.交變電流的瞬時值、峰值、有效值交變電流的瞬時值、峰值、有效值(1)瞬時值：交變電流某一時刻的值，是時間的函數(shù)。瞬時值：交變電流某一時刻的值，是時間的函數(shù)。(2)峰值：交變電流峰值：交變電流(電流、電壓或電動勢電流、電壓或電動勢)所能達到的最大的所能達到的最大的值，也叫最大值。值，也叫最大值。(3)有效值：跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電

5、流的值叫做交有效值：跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值。對正弦式交變電流，其有效值和峰值的關(guān)變電流的有效值。對正弦式交變電流，其有效值和峰值的關(guān)系為：系為：E_，U_，I_。9三、電感和電容對交變電流的影響三、電感和電容對交變電流的影響1.電感器對交變電流的阻礙作用電感器對交變電流的阻礙作用(1)感抗：電感器對交變電流感抗：電感器對交變電流_作用的大小。作用的大小。(2)影響因素：線圈的自感系數(shù)越影響因素：線圈的自感系數(shù)越_，交流的頻率越，交流的頻率越_，感抗越大。，感抗越大。(3)感抗的應(yīng)用感抗的應(yīng)用類型類型區(qū)別區(qū)別低頻扼流圈低頻扼流圈高頻扼流圈高頻扼流圈自感系數(shù)自感系

6、數(shù)較大較大感抗大小感抗大小較大較大作用作用通通_流、阻流、阻_流流通通_頻、阻頻、阻_頻頻阻礙阻礙大大高高較小較小較小較小直直交交低低高高102.電容器對交變電流的阻礙作用電容器對交變電流的阻礙作用(1)容抗：電容器對交變電流阻礙作用的大小。容抗：電容器對交變電流阻礙作用的大小。(2)影響因素：電容器的電容越影響因素：電容器的電容越_，交流的頻率越，交流的頻率越_，容抗越小。容抗越小。(3)作用：作用：“通通_流，隔流，隔_流；通流；通_頻，阻頻，阻_頻頻”。大大高高交交直直高高低低1112考點一交變電流的產(chǎn)生及描述考點一交變電流的產(chǎn)生及描述(/c)要點突破要點突破1.兩個特殊位置的特點兩個特

7、殊位置的特點132.解決交變電流圖象問題的三點注意解決交變電流圖象問題的三點注意(1)只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計時，電流的瞬時值表達式只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計時，電流的瞬時值表達式才是正弦形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動軸處于線圈才是正弦形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān)。平面內(nèi)的位置無關(guān)。(2)注意峰值公式注意峰值公式EmnBS中的中的S為有效面積。為有效面積。(3)在解決有關(guān)交變電流的圖象問題時，應(yīng)先把交變電流的圖在解決有關(guān)交變電流的圖象問題時，應(yīng)先把交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動位置對應(yīng)起來，再根據(jù)特殊位置求特征解。象與線圈的轉(zhuǎn)動位置對應(yīng)起來，再根據(jù)特殊位置

8、求特征解。14典例剖析典例剖析【例】【例】 (多選多選)如圖甲所示，矩形線圈如圖甲所示，矩形線圈abcd在勻強磁場中逆時針勻在勻強磁場中逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的交變電流如圖乙所示，設(shè)沿速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的交變電流如圖乙所示，設(shè)沿abcda方方向為電流正方向，則向為電流正方向，則()A.乙圖中乙圖中Oa時間段對應(yīng)甲圖中時間段對應(yīng)甲圖中A至至B圖的過程圖的過程B.乙圖中乙圖中c時刻對應(yīng)甲圖中的時刻對應(yīng)甲圖中的C圖圖C.若乙圖中若乙圖中d等于等于0.02s，則，則1s內(nèi)電流的方向改變了內(nèi)電流的方向改變了100次次D.若乙圖中若乙圖中b等于等于0.02s，則交流電的頻率為，則交流電的頻率為50

9、Hz15答案答案AC1617針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練1.(多選多選)(2017金華模擬金華模擬)如圖所示，在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的矩如圖所示，在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的矩形線圈的周期為形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向，線圈電阻為垂直于磁場方向，線圈電阻為2。從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉(zhuǎn)過從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉(zhuǎn)過60時的感時的感應(yīng)電流為應(yīng)電流為1A。那么。那么()1819答案答案AC202.(多選多選)一正弦交變電流的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示。由一正弦交變電流的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知該交變電流圖可知該交變電流()21答案答案AB22考點二

10、交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值考點二交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值(/c)要點突破要點突破交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值的比較交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理量 物理含義物理含義重要關(guān)系重要關(guān)系適用情況及說明適用情況及說明瞬時值瞬時值交變電流交變電流某一時刻某一時刻的值的值從中性面開始計時從中性面開始計時eEmsintiImsint計算線圈某時刻的受力計算線圈某時刻的受力情況情況2324平均值平均值某段時間內(nèi)感某段時間內(nèi)感應(yīng)電動勢或電應(yīng)電動勢或電流的平均值流的平均值計 算 通 過計 算 通 過電 路 截 面電 路 截 面的電荷量的電荷量EBlEnt

11、EIRrv2526答案答案C272829答案答案B302.(多選多選)(2017嘉興模擬嘉興模擬)一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。電路組成如圖乙所示，已知發(fā)化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。電路組成如圖乙所示，已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為電機線圈內(nèi)阻為5.0，外接燈泡阻值為，外接燈泡阻值為95.0，燈泡正常發(fā)光，燈泡正常發(fā)光，則則()A.電壓表電壓表V的示數(shù)為的示數(shù)為220VB.電路中的電流方向每秒鐘改變電路中的電流方向每秒鐘改變100次次C.燈泡消耗的功率為燈泡消耗的功率為509WD.發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生

12、的焦耳熱為24.2J31答案答案BD32考點三電感和電容對交變電流的影響考點三電感和電容對交變電流的影響(/b)典例剖析典例剖析【例】【例】 (2017湖州模擬湖州模擬)如圖所示如圖所示 ，把電阻，把電阻 R R、電感線圈、電感線圈 L L、電、電容器容器 C C 并聯(lián)接到某一交流電源上時，三只電流表的示數(shù)相同。并聯(lián)接到某一交流電源上時，三只電流表的示數(shù)相同。若保持電源電壓不變，而使交變電流的頻率逐漸減小，則三個若保持電源電壓不變，而使交變電流的頻率逐漸減小，則三個電流表的示數(shù)電流表的示數(shù)I1、I2、I3的大小關(guān)系是的大小關(guān)系是()A.I1I2I3B.I2I1I3C.I3I1I2D.I1I2I

13、333解析解析電感線圈的特點是通低頻阻高頻電感線圈的特點是通低頻阻高頻，電容器的特點是通高頻，電容器的特點是通高頻阻低頻，所以當(dāng)頻率減小時通過線圈的電流增大，通過電容器的阻低頻，所以當(dāng)頻率減小時通過線圈的電流增大，通過電容器的電流減小，而通過電阻的電流不變，故電流減小，而通過電阻的電流不變，故B正確。正確。答案答案B34針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練1.如圖所示的電路，如圖所示的電路，F(xiàn)為一交流發(fā)電機，為一交流發(fā)電機，C為平行板電容器，為使為平行板電容器，為使電流表電流表A示數(shù)增大，可行的辦法是示數(shù)增大，可行的辦法是()A.使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速增大使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速增大B.使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速減小使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速減小C.平行

14、板電容器間換用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)平行板電容器間換用介電常數(shù)較小的電介質(zhì)D.使電容器兩板間距離增大使電容器兩板間距離增大35解析解析發(fā)電機轉(zhuǎn)速增大發(fā)電機轉(zhuǎn)速增大，交流電頻率交流電頻率f增大增大，容抗變小容抗變小，電流增電流增大大，故故A正確正確，B錯誤；電容器所充電介質(zhì)的介電常數(shù)變小錯誤；電容器所充電介質(zhì)的介電常數(shù)變小，板板間距離增大間距離增大，電容變小電容變小，容抗變大容抗變大，電流變小電流變小，C、D錯誤。錯誤。答案答案A362.(多選多選)在如圖所示的電路中，在如圖所示的電路中，a、b兩端連接的交流電源既含高兩端連接的交流電源既含高頻交流，又含低頻交流；頻交流，又含低頻交流；L是一個是一

15、個25mH的高頻扼流圈，的高頻扼流圈，C是一是一個個100pF的電容器，的電容器，R是負載電阻。下列說法正確的是是負載電阻。下列說法正確的是()A.L的作用是的作用是“通低頻，阻高頻通低頻，阻高頻”B.C的作用是的作用是“通交流，隔直流通交流，隔直流”C.C的作用是的作用是“通高頻，阻低頻通高頻，阻低頻”D.通過通過R的電流中，低頻交流所占的百分比遠遠小于高頻交的電流中，低頻交流所占的百分比遠遠小于高頻交流所占的百分比流所占的百分比37解析解析L是自感系數(shù)很小的高頻扼流圈是自感系數(shù)很小的高頻扼流圈，其作用是其作用是“通低頻、阻通低頻、阻高頻高頻”，A正確；正確；C是電容很小的電容器是電容很小的

16、電容器，其作用是其作用是“通高頻通高頻，阻低頻阻低頻”，也稱高頻旁路電容也稱高頻旁路電容，由于由于L對高頻的阻礙作用和對高頻的阻礙作用和C對對高頻的旁路作用高頻的旁路作用，使得使得R中的電流中的電流，低頻成分遠遠大于高頻成分低頻成分遠遠大于高頻成分，故故A、C正確。正確。答案答案AC381.(2017臺州模擬臺州模擬)如圖所示是一臺發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖，其中如圖所示是一臺發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀。是永久磁鐵的兩個磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀。M是是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸，鐵芯上有一矩形線框，可圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸，鐵芯上有一

17、矩形線框，可繞與鐵芯繞與鐵芯M共軸的固定轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)。磁極與鐵芯之間的縫隙中共軸的固定轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)。磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑、大小近似均勻的磁場。若從圖示位置開始計形成方向沿半徑、大小近似均勻的磁場。若從圖示位置開始計時，當(dāng)線框繞固定轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動時，下列圖象中能正確反映時，當(dāng)線框繞固定轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動時，下列圖象中能正確反映線框中感應(yīng)電動勢線框中感應(yīng)電動勢e隨時間隨時間t變化規(guī)律的是變化規(guī)律的是()3940解析解析因發(fā)電機的兩個磁極因發(fā)電機的兩個磁極N、S呈半圓柱面形狀呈半圓柱面形狀，磁極間的磁磁極間的磁感線如圖所示感線如圖所示，即呈輻向分布磁場，磁感應(yīng)強度的大小不變，僅，即呈輻向分布

18、磁場，磁感應(yīng)強度的大小不變，僅方向發(fā)生改變，故線框在磁場中轉(zhuǎn)動時垂直切割磁感線，產(chǎn)生的方向發(fā)生改變，故線框在磁場中轉(zhuǎn)動時垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小不變，線框越過空隙段后，由于線框切割磁感感應(yīng)電動勢的大小不變，線框越過空隙段后，由于線框切割磁感線方向發(fā)生變化，所以感應(yīng)電動勢的方向發(fā)生變化，綜上所述，線方向發(fā)生變化，所以感應(yīng)電動勢的方向發(fā)生變化，綜上所述，D正確。正確。答案答案D412.線框在勻強磁場中繞線框在勻強磁場中繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動(由上向下看是逆時針方向由上向下看是逆時針方向)，當(dāng)轉(zhuǎn)到如圖所示位置時，磁通量和感應(yīng)電動勢大小的變化情況當(dāng)轉(zhuǎn)到如圖所示位置時，磁通量和感應(yīng)電動勢大小的變化情況是是()A.磁通量和感應(yīng)電動勢都在變大磁通量和感應(yīng)電動勢都在變大B.磁通量和感應(yīng)電動勢都在變小磁通量和感應(yīng)電動勢都在變小C.磁通量在變小，感應(yīng)電動勢在變大磁通量在變小，感應(yīng)電動勢在變大D.磁通量在變大，感應(yīng)電動勢在變小磁通量在變大，感應(yīng)電動勢在變小解析解析由題圖可知由題圖可知，mcos，eEmsin，所以磁通量變所以磁通量變大大，感應(yīng)電動勢變小。感應(yīng)電動勢變小。答案答案D42答案答案CD434.一矩形線框在勻強磁