第十二章 第 1 课时 交变电流的产生和描述-2023高考物理【直击双1流】一轮复习讲义

第十二章 　 交变电流 课时 真题 题设情景 能力要求 素养要求 考情预测 交 流 电 的 产 生 和 描 述 2021 辽宁卷,5 正方形闭合线圈在磁场 中匀速转动求感应电动 势的有效值 推理能力 科学推理 2021 浙江 6 月,5 两交流电有效值的比较 推理能力 科学推理 2018 课标 Ⅲ,16 根据图像求电热 理解能力 科学推理 本课时在高考中考查的频 率不高,侧重于与理想变压 器相结合,考查交变电流的 产生原理及四值计算,预测 明年会继续以选择题进行 考查 理 想 变 压 器 和 远 距 离 输 电 2021 河北卷,8 发电机线圈匀速转动求 原、副线圈的各物理量 理解能力、推理能力 科学推理 2021 湖南卷,6 滑片移动时, 分析原、 副 线圈上灯泡的亮度变化 理解能力、推理能力 科学推理 2020 课标 Ⅱ,19 特高压输电线上的电功 率损耗 推理能力 科学推理 2020 课标 Ⅲ,20 根据理想变压器与交变 电流求频率、 电表示数、 功率 理解能力、推理能力 科学推理 本课时的考点在高考中的 考查频率不高,预测明年的 高考仍然以现代科技和实 际生活为背景考查理想变 压器的原、 副线圈匝数比、 电流比、电压比,以及远距 离输电中的功率损耗 传 感 器 的 简 单 使 用 2021 广东卷,12 热敏电阻随温度的变化 及操作步骤和数值计算 分析综合能力、实验能力 科学推理、处理信息 2020 课标 Ⅲ,23 热敏电阻的温度关系及 温控报警系统 分析综合能力、实验能力 科学推理、处理信息 2019 课标 Ⅱ,23 研究硅二极管在恒定电 流下的正向电压与电流 的关系 分析综合能力、实验能力 科学推理、处理信息 2018 课标 Ⅰ,23 研究 热 敏 电 阻 的 温 度 特性 分析综合能力、实验能力 科学推理、处理信息 相对于其他电学实验,本课 时在高考中的考查频率较 低,预测明年侧重于热敏电 阻、二极管等设计电路和处 理数据,不乏与其他电学实 验相结合 51 第 1 课时 　 交变电流的产生和描述 一、交变电流 方向和大小随时间做周期性变化的电流叫作交变电流,如图 甲、乙、丙所示的都是交变电流. 方向不随时间变化的电流称为直 流,若电流的大小、方向都不变,可称为恒定电流,如图丁所示. 甲 　 　 　 乙 丙 　 　 　 丁 二、正弦式交变电流 1. 定义 按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流. 2. 产生 将闭合线圈置于匀强磁场中,并绕垂直于磁场方向的轴匀 速转动,线圈中将产生按正(余) 弦规律变化的交流电. 如果线 圈的初始位置在中性面(磁通量最大的位置),则产生正弦式交 变电流;如果线圈的初始位置在与中性面垂直的位置,则产生 余弦式交变电流. 3. 两个特殊位置 图示 概念 中性面位置 与中性面垂直的位置 特点 B ⊥ S B ∥ S Φ = BS,最大 Φ = 0,最小 e = N ΔΦ Δt = 0,最小 e = N ΔΦ Δt = NBSω,最大 感应电流为零, 方向改变 感应电流最大, 方向不变 4. 描述 (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),与角速度的关系为 T = 2π ω . ② 频率( f):交变电流在 1 s 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:T = 1 f 或 f = 1 T . (2) 表达式及图像 项目 表达式 图像 磁 通 量 Φ = Φm cos ωt = BScos ωt 电 动 势 e = Em sin ωt = NBSωsin ωt 电 压 u = Um sin ωt = REm R + r sin ωt 电 流 i = Im sin ωt = Em R + r sin ωt 　 　 注意:交变电流瞬时值表达式的基本书写思路 ① 确定正、余弦交变电流的峰值,根据已知图像或公式 Em = NBSω,求出相应最大值. ② 明确线圈的初始位置,找出对应的函数关系式. A. 从中性面开始计时,e = Em sin ωt. B. 从垂直于中性面开始计时,e = Em cos ωt. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 761第十二章　交变电