《高考物理 核心要點突破系列 第17章第一節(jié)《交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律》課件 新人教版選修32》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理 核心要點突破系列 第17章第一節(jié)《交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律》課件 新人教版選修32（33頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第一節(jié)交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律第一節(jié)交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第一節(jié)第一節(jié)課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道什么是交變電流知道什么是交變電流2理解交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律理解交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律3了解正弦交流電的圖象和三角函數(shù)表達(dá)式了解正弦交流電的圖象和三角函數(shù)表達(dá)式重點難點：重點難點：1.交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析及交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析及中性面的特點中性面的特點2交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析及圖象的表交變電流產(chǎn)生的物理過程的分析及圖象的表達(dá)達(dá)課前自主學(xué)案課前自
2、主學(xué)案一、交變電流的產(chǎn)生一、交變電流的產(chǎn)生1交變電流：大小和方向都隨時間做交變電流：大小和方向都隨時間做_變變化的電流叫交變電流，簡稱交流化的電流叫交變電流，簡稱交流2實驗裝置：如圖實驗裝置：如圖1711甲所示，當(dāng)磁場中甲所示，當(dāng)磁場中的線圈轉(zhuǎn)動時，流過電流表的電流方向就會發(fā)生的線圈轉(zhuǎn)動時，流過電流表的電流方向就會發(fā)生改變，產(chǎn)生交變電流改變，產(chǎn)生交變電流3過程分析：具體分析可從圖中看出，在圖甲所過程分析：具體分析可從圖中看出，在圖甲所示位置時，線圈中無電流；示位置時，線圈中無電流；周期性周期性圖圖1711在線圈由圖甲所示位置轉(zhuǎn)到圖乙所示位置的過程在線圈由圖甲所示位置轉(zhuǎn)到圖乙所示位置的過程中，中
3、，AB邊中電流流向為邊中電流流向為_；在線圈由圖丙所示位置轉(zhuǎn)到圖丁所示位置的過程在線圈由圖丙所示位置轉(zhuǎn)到圖丁所示位置的過程中，中，CD邊中電流方向為邊中電流方向為_；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖；當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙和圖丁所示位置時，線圈中的電流乙和圖丁所示位置時，線圈中的電流_從從B到到A從從C到到D最大最大二、交變電流的圖象和變化規(guī)律二、交變電流的圖象和變化規(guī)律1正弦交變電流的瞬時值表達(dá)式正弦交變電流的瞬時值表達(dá)式i_u_e_其中其中i、u、e分別表示電流、電壓、電動勢的分別表示電流、電壓、電動勢的_，Im、Um、Em分別表示電流、電壓、分別表示電流、電壓、電動勢的電動勢的_ImsintUmsintEmsint
4、瞬時值瞬時值最大值最大值2正弦交變電流的圖象：如圖正弦交變電流的圖象：如圖1712所示所示圖圖17123幾種不同類型的交變電流幾種不同類型的交變電流實際應(yīng)用中，交變電流有不同的變化規(guī)律，常見實際應(yīng)用中，交變電流有不同的變化規(guī)律，常見的有以下幾種，如圖的有以下幾種，如圖1713所示所示圖圖1713核心要點突破核心要點突破二、交變電流的瞬時值表達(dá)式的推導(dǎo)二、交變電流的瞬時值表達(dá)式的推導(dǎo)圖圖1714設(shè)線圈從中性面起經(jīng)時間設(shè)線圈從中性面起經(jīng)時間t轉(zhuǎn)過角度轉(zhuǎn)過角度，則，則t，此時兩邊，此時兩邊ab、cd速度方向與磁感線方向的速度方向與磁感線方向的夾角分別為夾角分別為t和和(180t)，如圖，如圖1714
5、所所示，它們產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢同向相加，整個線圈示，它們產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢同向相加，整個線圈中的感應(yīng)電動勢為：中的感應(yīng)電動勢為：此時加在電路的某一段電阻此時加在電路的某一段電阻R上的電壓瞬時值：上的電壓瞬時值：uiRImRsintUmsint.特別提醒：特別提醒：求解交變電動勢瞬時值的步驟：求解交變電動勢瞬時值的步驟：(1)確定線圈轉(zhuǎn)動是從哪個位置開始計時確定線圈轉(zhuǎn)動是從哪個位置開始計時(2)確定表達(dá)式是正弦還是余弦確定表達(dá)式是正弦還是余弦(3)確定轉(zhuǎn)動的角速度確定轉(zhuǎn)動的角速度及及N、B、S等等(4)求出峰值求出峰值Em，寫出表達(dá)式，代入角度求瞬時，寫出表達(dá)式，代入角度求瞬時值值三、對正弦交變電流
6、的圖象的理解三、對正弦交變電流的圖象的理解正弦交變電流隨時間變化情況可以從圖象上表示正弦交變電流隨時間變化情況可以從圖象上表示出來，圖象描述的是交變電流隨時間變化的規(guī)律，出來，圖象描述的是交變電流隨時間變化的規(guī)律，它是一條正弦曲線，如圖它是一條正弦曲線，如圖1715所示所示圖圖1715從圖象中可以解讀到以下信息：從圖象中可以解讀到以下信息：1交變電流的電流最大值交變電流的電流最大值Im、電動勢最大值、電動勢最大值Em、周期周期T.2因線圈在中性面時感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流均為因線圈在中性面時感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流均為零，磁通量最大，所以可確定線圈位于中性面的零，磁通量最大，所以可確定線圈位于中性面的
7、時刻時刻3找出線圈平行磁感線的時刻找出線圈平行磁感線的時刻4判斷線圈中磁通量的變化情況判斷線圈中磁通量的變化情況5分析判斷分析判斷i、e隨時間的變化規(guī)律隨時間的變化規(guī)律課堂互動講練課堂互動講練一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時隨時間間t的變化如圖的變化如圖1716所示，下列說法中正確的所示，下列說法中正確的是是()對交變電流的圖象的理解對交變電流的圖象的理解圖圖1716At1時刻通過線圈的磁通量為零時刻通過線圈的磁通量為零Bt2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大時刻通過線圈
8、的磁通量的絕對值最大Ct3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大D每當(dāng)每當(dāng)e變換方向時，通過線圈的磁通量的絕對變換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大值都為最大【思路點撥思路點撥】解答本題時應(yīng)注意把握以下三點：解答本題時應(yīng)注意把握以下三點：(1)線圈經(jīng)過中性面時，磁通量最大但磁通量變化線圈經(jīng)過中性面時，磁通量最大但磁通量變化率為零率為零(2)線圈平面與中性面垂直時，磁通量為零，但磁線圈平面與中性面垂直時，磁通量為零，但磁通量變化率最大通量變化率最大(3)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與磁通量的變化率成線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與磁通量的變化率成正比正比【自主解答自
9、主解答】t1、t3時刻線圈中的感應(yīng)電動勢時刻線圈中的感應(yīng)電動勢e0，故為線圈通過中性面的時刻，線圈的磁通量，故為線圈通過中性面的時刻，線圈的磁通量為最大，磁通量的變化率為零，故為最大，磁通量的變化率為零，故A、C不對不對t2時刻時刻eEm，是線圈平面轉(zhuǎn)至與磁感線平行的，是線圈平面轉(zhuǎn)至與磁感線平行的時刻，磁通量為零，時刻，磁通量為零，B也不對也不對每當(dāng)每當(dāng)e變換方向時，也就是線圈通過中性面的時刻，變換方向時，也就是線圈通過中性面的時刻，通過線圈的磁通量的絕對值最大，所以通過線圈的磁通量的絕對值最大，所以D正確正確【答案答案】D【點評點評】圖象可直觀簡捷地反映物理量間的關(guān)圖象可直觀簡捷地反映物理量
10、間的關(guān)系，對物理圖象的分析要點是：系，對物理圖象的分析要點是：一看：看一看：看“軸軸”、看、看“線線”、看、看“斜率斜率”、看、看“點點”二變：掌握二變：掌握“圖與圖圖與圖”、“圖與式圖與式”和和“圖與物圖與物”之間的對應(yīng)關(guān)系之間的對應(yīng)關(guān)系三判：在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正確的分析、判斷三判：在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正確的分析、判斷變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1處在勻強(qiáng)磁場中的矩形線圈處在勻強(qiáng)磁場中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動，磁場方向平行于紙邊轉(zhuǎn)動，磁場方向平行于紙面并與面并與ab垂直在垂直在t0時刻，線圈平面與紙面重時刻，線圈平面與紙面重合合(如圖如圖1717甲甲)，線圈的，線圈的cd邊離
11、開紙面向外邊離開紙面向外運動若規(guī)定由運動若規(guī)定由abcda方向的感應(yīng)電流方向的感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流i隨時間隨時間t變化的圖變化的圖線是線是()圖圖1717解析：解析：選選C.由右手定則或者楞次定律可以確定開由右手定則或者楞次定律可以確定開始時刻感應(yīng)電流方向為始時刻感應(yīng)電流方向為cdabc跟規(guī)定的跟規(guī)定的正方向相同，而且該時刻感應(yīng)電流最大，故選正方向相同，而且該時刻感應(yīng)電流最大，故選C.錯選的主要原因是方向判斷不清和起始時刻的電錯選的主要原因是方向判斷不清和起始時刻的電流是最大還是最小搞不清，說明對中性面這個概流是最大還是最小搞不清，說明對中性面這個概
12、念和法拉第電磁感應(yīng)定律理解不透念和法拉第電磁感應(yīng)定律理解不透如圖如圖1718所示有一閉合的正方形線圈，所示有一閉合的正方形線圈，匝數(shù)匝數(shù)N100，邊長為，邊長為10 cm，線圈總電阻為，線圈總電阻為10 .線圈繞線圈繞OO軸在軸在B0.5 T的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，每分鐘轉(zhuǎn)每分鐘轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn)，求線圈平面從圖示位置轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)，求線圈平面從圖示位置轉(zhuǎn)過30角時，感應(yīng)電動勢的值是多少？角時，感應(yīng)電動勢的值是多少？交變電流的瞬時表達(dá)式交變電流的瞬時表達(dá)式圖圖1718【解析解析】由題給條件可知：由題給條件可知：N100匝，匝，B0.5 T，f1500 r/min25 Hz，2f50 ra
13、d/s，S0.01 m2.所以感應(yīng)電動勢的最大值為所以感應(yīng)電動勢的最大值為EmNBS1000.5500.01 V78.5 V，從圖示位置從圖示位置(即中性面位置即中性面位置)開始計時，產(chǎn)生交變開始計時，產(chǎn)生交變電動勢的瞬時值表達(dá)式為電動勢的瞬時值表達(dá)式為eEmsint，所以轉(zhuǎn)過，所以轉(zhuǎn)過30角時的電動勢角時的電動勢【答案答案】39.3 V【點評點評】求解交變電流瞬時值時可分三步：求解交變電流瞬時值時可分三步：(1)確立線圈從哪個位置開始計時，進(jìn)而確立表達(dá)確立線圈從哪個位置開始計時，進(jìn)而確立表達(dá)式是正弦還是余弦形式；式是正弦還是余弦形式；(2)識記識記EmnBS，解題中可直接代入，不必推，解題中
14、可直接代入，不必推導(dǎo)導(dǎo)(3)按通式按通式eEmsint或或eEmcost代入代入Em及及的具體數(shù)值的具體數(shù)值解析：解析：選選C.交變電動勢瞬時值表達(dá)式為交變電動勢瞬時值表達(dá)式為eEmsint，而，而EmNBS.當(dāng)當(dāng)加倍而加倍而S減半時，減半時，Em不變，故不變，故C選項正確選項正確如圖如圖1719所示，勻強(qiáng)磁場所示，勻強(qiáng)磁場B0.1 T，所，所用矩形線圈的匝數(shù)用矩形線圈的匝數(shù)n100匝，邊長匝，邊長ab0.2 m，bc0.5 m，以角速度，以角速度100 rad/s繞繞OO軸軸勻速轉(zhuǎn)動當(dāng)線圈平面通過中性面時開始計勻速轉(zhuǎn)動當(dāng)線圈平面通過中性面時開始計時試求：時試求：交變電流平均值的求法交變電流平均值的求法圖圖1719【答案答案】(1)e314 sin100t V(2)200 V答案：答案：1102 C
高考物理 核心要點突破系列 第17章第一節(jié)《交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律》課件 新人教版選修32
