第11章 第1讲 交变电流的产生及描述（课件PPT）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（老教材 新高考）

第十一章 | 交变电流 变压器 第1讲　交变电流的产生及描述 一、交变电流 1．交变电流 大小和_______都随时间做周期性变化的电流。 2．正弦式交变电流的产生条件和图像 (1)产生条件：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。 方向 (4)图像：线圈从中性面位置开始计时，电动势e、电压u和电流i随时间变化的图像分别如图甲、乙、丙所示。 二、描述正弦式交变电流的物理量 1．周期和频率 周期性 1 s 赫兹 2．交变电流的瞬时值、峰值和有效值 瞬时值 交变电流某一______的值，是时间的函数。如e＝Emsin ωt 峰值 交变电流的电流或电压所能达到的______值 有效值 让交流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果它们在交变电流的一个周期内产生的______相等，就把这一恒定电流的数值叫作这一交流的有效值 时刻 最大 热量 情境创设　 如图甲所示是交流发电机的示意图，其产生的正弦式交变电流的图像如图乙所示。 微点判断　 (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)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。 ( ) (3)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。 ( ) (4)交流电器设备上所标的电压和电流值是指有效值。 ( ) (5)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值。 ( ) (6)分析电容器的耐压值应考虑电压的峰值。 ( ) × × √ √ × √ (一) 交变电流的产生和描述(固基点) [题点全练通] 1．[中性面和峰值面] 如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时(　 ) A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大 B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小 C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大 D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小 解析：题图所示位置线圈平面与磁感线平行，处于垂直于中性面的位置，故穿过线圈的磁通量为零(即最小)，而磁通量的变化率最大，故C正确。 答案：C　 答案：C 答案：BCD [要点自悟明] 1．正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置 2．正弦式交变电流的变化规律(线圈从中性面位置开始计时) 答案：B 答案：C　 类型3　全波直流波形 3．某线圈中感应电动势随时间变化的规律如图所示，则此感应电动势的有效值为 (　 ) A．187 V B．220 V C．236 V D．243 V 答案：B　 类型4　半波直流波形 4． 家用电子调光灯的调光功能是用电子线路将输入的正弦交流电 压的波形截去一部分来实现的，截去部分后通过调光灯的电流 随时间的变化如图所示，则下列说法正确的是 (　 ) A．这也是一种交流电 B．电流的变化周期是0.01 s C．电流的有效值是1 A D．电流通过100 Ω的电阻时，1 s内产生的热量为200 J 答案：C 答案：D　 答案：A　 (三) 交变电流“四值”的理解及应用(释疑点) 交变电流的“四值”及应用 续表 答案：BD　 答案：D　 答案：BC 答案：BD 1．[联系生活实际]在下列几种电流的波形图中，能表示生活、生产用电的是(　　) 解析：生活、生产用电是正弦式交变电流，故选C。 答案：C 2．[聚焦科技前沿](多选)如图甲所示，为新能源电动汽车的无线充电原理图，M为匝数n＝50匝、电阻r＝1.0 Ω的受电线圈，N为送电线圈。当送电线圈N接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量Ф随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确是 (　 ) A．受电线圈产生的电动势的有效值为10 V B．在t1时刻，受电线圈产生的电动势为20 V C．在t1～t2时间内，通过受电线圈的电荷量为4×10－2 C D．在t1～t2时间内，通过受电线圈的电荷量为2×10－2 C 答案：AD 答案：D 4．[树立民族自信](2021·江苏高考)贯彻新发展理念，我国风力发电发展 迅猛，2020 年我国风力发电量高达4 000亿千瓦时。某种风力发电机 的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对 称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.20 T，线圈的匝数为100、面积为0.5 m2，电阻为0.6 Ω，若磁体转动的角速度为90 rad/s，线圈中产生的感应电流为50 A。求： (1)线圈中感应电动势的有效值E； (2)线圈的输出功率P。 答案：(1)6.4×102 V　(2)3.05×104 W “课时跟