人教版高考物理一轮复习专题11交变电流第1讲交变电流的产生和描述课件

这是一份人教版高考物理一轮复习专题11交变电流第1讲交变电流的产生和描述课件，共60页。PPT课件主要包含了周期性，正弦式，垂直于磁场，Emsinωt，Umsinωt，Imsinωt，最大值，答案D，答案C，答案BD等内容，欢迎下载使用。

第1讲　交变电流的产生和描述　
一、交变电流的产生和变化规律1．交变电流(1)定义：大小和方向随时间做________变化的电流．(2)图像：下图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流，其中甲属于________交变电流．
必 备 知 识 · 深 悟 固 基
2．正弦式交变电流(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕____________方向的轴匀速转动．(2)中性面①定义：与磁场方向________的平面．②特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量________，磁通量的变化率为________，感应电动势为________．线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次．
(3)变化规律(线圈在中性面位置开始计时)①电动势(e)：e＝___________；②电压(u)：u＝___________；③电流(i)：i＝___________.(4)图像(如图所示)
二、描述交变电流的物理量1．交变电流的周期和频率的关系：T＝________.2．峰值和有效值(1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的________．(2)有效值：让交流与恒定电流分别通过大小______的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的________相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有效值．
1．[交变电动势]下列各图面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，其中能产生正弦式交变电动势e＝BSωsin ωt的是(　　)【答案】A
2．[正弦式交变电流]如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，设磁感应强度为0.01 T，线圈边长AB为20 cm、宽AD为10 cm、转速n为50 r/s，则线圈转动时感应电动势的最大值为(　　)A．1×10－2 V　B．3.14×10－2 VC．2×10－2 V　D．6.28×10－2 V【答案】D　【解析】感应电动势最大值Em＝BSω＝BS·2πn＝6.28×10－2 V.
4．[交变电流有效值]两只相同的电阻，分别通以正弦波形的交变电流和方波形的交变电流，两种交变电流的最大值相等，且周期相等(如图甲、乙所示)．在正弦波形交变电流的一个周期内，正弦波形的交变电流在电阻上产生的焦耳热为Q1，其与方波形交变电流在电阻上产生的焦耳热Q2之比Q1∶Q2为(　　)A．1∶1　B．2∶1　C．1∶2　D．4∶3
关 键 能 力 · 突 破 要 点
考点1　 交变电流的变化规律　[基础考点]
2．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时，规定开始方向为正值)
1．(2021年资阳模拟)如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动，产生的感应电动势e随时间t变化的曲线如图乙所示．若外接电阻的阻值R＝9 Ω，线圈的电阻r＝1 Ω，则下列说法正确的是(　　)
A．线圈转速为100π r/sB．0.01 s末穿过线圈的磁通量最大C．通过线圈的最大电流为10 AD．电压表的示数为90 V【答案】C　
3．(2021年北京名校联考)如图是交流发电机的原理示意图，线圈abcd在磁场中匀速转动产生交变电流．线圈的ab边和cd边连在两个金属滑环上，两个滑环通过金属片做的电刷和外电路相连．当线圈沿逆时针方向转动，经过图示位置时，以下判断正确的是(　　)
A．图甲的位置时，流经R的感应电流最大，线圈中的电流方向为d→c→b→aB．图乙的位置时，穿过线圈的磁通量变化最快，线圈中的电流方向为a→b→c→dC．图丙的位置时，穿过线圈的磁通量最大，线圈中的电流方向为d→c→b→aD．图丁的位置时，穿过线圈的磁通量变化率为零，线圈中的电流方向为a→b→c→d【答案】B　
【解析】甲、丙图中，ab和cd边运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，所以没有电流产生，故A、C错误； 当线圈转到图乙的位置再运动时，通过线圈的磁通量变大，根据电磁感应定律和右手定则可以判断电流方向为a→b→c→d，所以B正确；同理可以判断当线圈转到图丁的位置时，磁通量变化最快，线圈中的电流方向为d→c→b→a，故D错误．
考点2　 交流电有效值的求解　[能力考点]　
1．有效值的理解交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的，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产生的热量相等，而这个恒定电流是I，电压是U，我们就把I，U叫作这个交变电流的有效值．
[方法归纳]　几种典型交变电流的有效值
考点3　 交变电流的四值　[基础考点]
1．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较
深化理解 本题综合考查交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的综合应用．线圈在转动过程中产生交变电流和外电路的电阻形成闭合回路，电压表显示的示数应为外电路的路端电压．
1．(多选)如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，其电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线O′O恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B.若线圈从图示位置开始以角速度ω绕轴O′O匀速转动，则以下判断正确的是(　　)
2．(多选)如图所示，处在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中的矩形线框MNPQ，以恒定的角速度绕对角线NQ转动．已知MN长为l1，NP长为l2，线框电阻为R.t＝0时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是(　　)
深 度 研 练 · 素 养 提 升
其他电磁感应场景产生的交变电流
例3　(2021年湖北名校模拟)(多选)如图，单匝矩形线圈ab边长为20 cm，bc边长为10 cm，线圈的两端接一个小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场，磁感应强度随时间变化规律为B＝0.1sin(50πt) T，线圈总电阻r＝1.0 Ω，小灯泡的电阻R＝9.0 Ω，则(　　)
2．(2021年荆门调研)(多选)如图所示，固定平行的长直导轨M、N放置于匀强磁场中，导轨间距L＝1 m，磁感应强度B＝5 T，方向垂直于导轨平面向下，导体棒与导轨接触良好，驱动导体棒使其在磁场区域运动，速度随时间的变化规律为v＝2sin(10πt) m/s，导轨与阻值为R＝9 Ω的外电阻相连，已知导体棒的电阻为r＝1 Ω，不计导轨与电流表的电阻，则下列说法正确的是(　　)