第1讲 交变电流的产生和描述 课件-2026届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦“交变电流、传感器、电磁波、相对论”专题，依据课程标准梳理交变电流产生、四值描述、有效值计算等核心考点，结合高考真题分析“四值应用”“有效值计算”等高频考点权重，归纳判断正误、图像分析、热量计算等常考题型，体现高考备考的针对性和实用性。 课件亮点在于“真题训练+方法归纳+素养提升”策略，如通过2024河北卷三角形脉冲与正弦电压热量比例题，运用有效值定义法和能量关系突破计算难点，结合四值比较表格建构物理模型，培养学生科学思维和能量观念。特设易错点警示和答题模板，教师可据此精准指导，帮助学生掌握解题技巧，高效冲刺高考。

高考总复习 物理 人教版 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 索引 考点1 考点2 课时跟踪练 考点3 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 第1讲　交变电流的产生和描述 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 课程标准　1.了解交变电流产生的原因和发电机的工作原理。2.了解交变电流的瞬时值表达式与对应的函数图像。3.掌握交变电流的“四值”,并能理解和应用。 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 01 考点1　交变电流的产生和规律描述 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 位置 中性面位置 与中性面垂直的位置 图示     1.产生 在匀强磁场中,线圈绕__________磁场方向的轴匀速转动。 2.正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置 垂直于 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 特点 B⊥S B∥S Φ=BS,磁通量最___,=____ Φ=0,磁通量最_____,最_____ e=_____,最小 e=________=_________,电动势最______ 感应电流i=0,方向_______ 感应电流最____,方向_______ 一个周期内电流方向改变_____次,在__________位置改变 大 0 小 大 0 NBSω NΦmω 大 改变 两 大 不变 中性面 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 物理量 函数表达式 图像 磁通量 Φ=Φmcos ωt =BScos ωt   3.正弦式交变电流的图像(线圈从中性面位置开始计时) 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 物理量 函数表达式 图像 电动势 e=_________ =__________   Emsin ωt NBSωsin ωt 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 物理量 函数表达式 图像 电流 i=_________ =_________ (外电路为纯电阻电路)   Imsin ωt sin ωt 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 物理量 函数表达式 图像 电压 u=__________ =__________ (外电路为纯 电阻电路)   Umsin ωt sin ωt 注意:e、i、u三个量的变化步调总是一致的,且总是与Φ的变化反相。 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 4.描述交变电流的物理量 (1)最大值 Em=________,与转轴位置_______,与线圈形状_______。(后两个空均填“有关”或“无关”) (2)周期和频率 ①周期(T):交变电流完成__________变化所需的时间。单位是秒(s),公式T=。 NBSω 无关 无关 一次周期性 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 ②频率(f ):交变电流在单位时间内完成周期性变化的__________。单位是赫兹(Hz)。 ③周期和频率的关系:T=_____或f =_____。 次数 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 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.线圈经过中性面时,感应电动势为零,感应电流方向发生改变。( ) 4.当从线圈垂直中性面位置开始计时,产生的电动势按正弦规律变化,即e=Emsin ωt。( ) × × √ × 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 (人教版选择性必修第二册P51图3.1-3改编)交流发电机发电的示意图如图所示,线圈的AB边连在金属滑环K上,CD边连在金属滑环L上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路相连。线圈转动过程中,下列说法正确的是(　　) 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 A.转到图甲位置时,通过线圈的磁通量变化率最大 B.转到图乙位置时,线圈中产生的感应电动势为零 C.转到图丙位置时,线圈中产生的感应电流最大 D.转到图丁位置时,AB边中感应电流方向为A→B 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 解析:转到题图甲位置时,线圈平面与磁感线垂直,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量变化率最小,为零,故A错误;转到题图乙位置时,线圈中产生的感应电动势最大,故B错误;转到题图丙位置时,线圈位于中性面位置,此时感应电流最小,但感应电流方向改变,故C错误;转到题图丁位置时,根据楞次定律可知AB边中感应电流方向为A→B,故D正确。 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 (多选)(2026·福建漳州期末)如图甲所示为气球带动下悬挂在高空中的风力发电机,可供地面临时用电,发电机的构造示意图如图乙所示,在图示位置时线圈abcd所在平面与磁感线平行,则线圈abcd转至图示位置时(　　) A.穿过线圈的磁通量最大 B.穿过线圈的磁通量的变化率最大 C.流过电灯L的电流方向为A→B D.ab边受到的安培力方向垂直线圈平 面向上 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 [解析]　线圈abcd转至题图乙所示位置时,线圈平面与磁场方向平行,磁通量为零,感应电动势最大,穿过线圈的磁通量的变化率最大,故A错误,B正确;由右手定则可知,在题图乙所示位置时线圈中的电流方向为a→b→c→ d,则通过电灯L的电流方向为A→B,故C正确;根据左手定则判断知线圈在题图乙所示位置时ab边受到的安培力方向垂直线圈平面向下,故D错误。 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与R=10 Ω的电阻连接,发电机内总电阻r=2 Ω,与电阻R并联的交流电压表为理想电压表,示数是10 V。如图乙所示是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像,则(　　) 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 A.该电动势的瞬时值e=12sin(100πt)V B.R两端的电压瞬时值u=14.1cos(100πt)V C.t=0.02 s时,R两端的电压瞬时值为零 D.通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos(50πt)A 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 [解析]　电动势的最大值Em=Um=12 V,R两端电压最大值Um= U=10 V,由题图乙可知T=2×10-2 s,ω==100π rad/s,t=0时刻Φ=0,该电动势的瞬时值e=Emcos(ωt) V=12·cos(100πt) V,R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos(100πt)V,故A错误,B正确;由题图乙可知,t=0.02 s时,磁通量变化率最大,R两端的电压瞬时值最大,故C错误;通过R的电流i随时间t变化的规律是i=cos(ωt)=1.41cos(100πt) A,故D错误。 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 02 考点2　有效值的理解与计算 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 1.有效值 让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交变电流的一个周期内它们___________相等,则这个恒定电流的电流I与电压U就是这个交变电流的有效值。 2.正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 I=,U=,E=。 产生的热量 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 1.利用公式法计算 利用E=、U=、I=计算,只适用于正(余)弦式交变电流。 2.利用有效值的定义计算 (1)计算有效值时要根据电流的热效应,抓住“三同”: ①电阻大小相同。 ②时间相同(交流电的一个周期)。 ③产生的热量相同。 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 (2)分段计算电热,然后求和得出一个周期内产生的总热量。 (3)利用两个公式Q=I2Rt和Q=t可分别求得电流有效值和电压有效值。 (4)若图像部分是正弦(或余弦)式交变电流,其中的(但必须是从零至最大值或从最大值至零)和周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I=、U=求解。 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 3.利用能量关系计算 当有电能和其他形式的能转化时,可利用能量的转化和守恒定律来求有效值。 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 1.有效值等于峰值的,这一关系适用于所有交变电流。( ) 2.交变电流的有效值就是一个周期内的平均值。( ) 3.交流电气设备上所标的电压和电流值是指有效值。( ) 4.交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值。( ) × × √ × 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 (人教版选择性必修第二册P68T6改编)方波电压最大值为u1,正弦波电压最大值为u2,方波和正弦波的周期相等。同一电阻分别接到方波、正弦交流电源上时,后者一个周期所产生的热量是前者的,则的值为(　　)  A.　　　 B.　　　 C.　　　 D. 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 解析:方波一个周期产生的热量Q=T,正弦交流电的电压有效值等于峰值的,则一个周期产生的热量Q=T=T,解得=,B正确。 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 (2024·河北卷)R1、R2为两个完全相同的定值电阻,R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示(三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的 倍),R2两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示,则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2为(　　) A.2∶3　　　　　　　　 B.4∶3 C.2∶ D.5∶4 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 [解析]　根据有效值的定义可得 T=×+× 解得U1=U0 题图2中电压的有效值为U2= 接在阻值大小相等的电阻上,因此Q1∶Q2=∶=4∶3。故选B。 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 如图所示,在电阻两端并联二极管的电路中,电阻R1与电阻R2阻值相同,都为R,和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零,反向电阻可看作无穷大),在A、B间加一正弦交流电u=20sin(100πt) V,则加在R2上的电压有效值为(　　) A.10 V B.20 V C.15 V D.5 V 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 [解析]　在电压取正值的半个周期内,二极管电阻为零,R2上的电压等于输入电压值;在电压值取负值的半个周期内,二极管电阻无穷大可看作断路,R2上的电压等于输入电压值的一半。设加在R2上的电压有效值为U,根据电流的热效应,在一个周期内满足T=·+·,可求出U=5 V,故选项D正确。 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 03 考点3　交变电流“四值”的理解和应用 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 交变电流“四值”的比较和应用   重要关系 适用情况 瞬时值 e=Emsin ωt i=Imsin ωt 计算某时刻的电流、电压 最大值 Em=NBSω Im= 讨论电容器的击穿电压 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论   重要关系 适用情况 有效值 对正弦式交变电流有E= U= I= (1)计算与电流热效应相关的量(如功率、热量) (2)交流电表的测量值 (3)电气设备铭牌上的额定电压、额定电流 (4)保险丝的熔断电流 平均值 =N = 计算通过电路横截面的电荷量 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 线圈匝数为n的小型旋转电枢式交流发电机的原理图如图所示,其矩形线圈面积为S,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动。矩形线圈电阻为r,矩形线圈通过两刷环接电阻R,电压表接在R两端。当线圈以角速度ω匀速转动时,下列说法正确的是(　　) 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 A.从线圈与磁场平行位置开始计时,瞬时电动势e=nBSωsin ωt B.当线圈平面转到与磁场垂直时,电压表示数为零 C.线圈从与磁场平行位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量为 D.线圈转一周的过程中,回路产生的焦耳热为 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 [解析]　交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω,从线圈与磁场平行位置开始计时,瞬时电动势e=nBSωcos ωt,A项错误;电压表测量的是电阻R两端的电压的有效值,电动势的有效值E==,电流的有效值I== ,电压表的示数U=IR==,B项错误;线圈从与磁场平行位置转过90°的过程中,=,平均电流=,通过电阻R的电荷量q=·Δt=n=,C项错误;线圈转动一周的过程中,回路产生的焦耳热Q=I2(R+r)T=[]2(R+r)×=,D项正确。 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 (2026·河南安阳期末)如图所示,边长为l的正方形单匝线圈,以角速度ω绕ab边匀速转动,ab边左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,M为导电环,已知线圈的电阻为r,定值电阻的阻值为R,其他电阻不计,则下列说法正确的是(　　) 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 A.图示时刻,线圈的磁通量最大,感应电动势最大 B.感应电动势的最大值为Blω C.从图示位置开始,线圈转180°过程中,流过定值电阻的电荷量为 D.一个周期的时间内,定值电阻R上产生的热量为 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 [解析]　题图所示时刻线圈平面与磁场方向垂直,即线圈位于中性面位置,此位置穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零,故A错误;线圈的面积为S=l2,根据正弦交流电的产生原理,可知该交流电的电动势的最大值为Em=nBSω=Bl2ω,故B错误;线圈转动180°过程中,前一半时间电阻R内有电流通过,后一半时间电流为零,通过线圈的磁通量的变化量为ΔΦ=Bl2,因此,流经R的电荷量q=t,又=,=,解得q=,即q=,故C错误;在线圈转动一周过程中只有半周会有电流产生,所以R上产生的热量为Q=()2×R×=,故D正确。 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 课时跟踪练 温馨提示 返回导航 第十三章　交变电流　传感器　电磁波　相对论 $