第11章第1课时电磁感应
高考总复习·物理高考总复习·物理考点内容要求考纲解读 交变电流、交变 电流的图象1.高考对本章的考查多集中在变压器的原理及其应用、交流电的有效值 、平均值和远距离输电等知识的理 解和应用上题型多为选择题2高考中，对交变电流的考查仍集中在上述知识点上，但是交变电流 的有关知识与其他知识有很多的结 合点，如电路结构分析、电路的动 态分析、电功、电功率的计算、带 电粒子在交变电场中的运动等.正弦交变电流的 函数表达式、 峰值和有效值理想变压器远距离输电实验：传感器的 简单使用高考总复习·物理第1课时课时 交变电变电 流的产产生和描述高考总复习·物理【导导学目标标】 1.能掌握交变电流的产生和描述，会写出交变电流的瞬时值表达式.2.能认识交变电流的图象和进行有效值、最大值的计算高考总复习·物理一、交变电流的产生和变化规律 基础导础导 引关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是( )A线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次高考总复习·物理C线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零D线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势最大【答案】CD高考总复习·物理知识识梳理1交变电流强弱和方向都随时间做_变化的电流如图1(a)、 (b)、 (c)、 (d)所示都属于交变电流其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图1(a)所示图 1周期性高考总复习·物理2正弦式交变电流的产生和变化规律(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕_方向的轴匀速转动(2)中性面定义：与磁场方向_的平面特点a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_垂直于磁场垂直最大零零高考总复习·物理b线圈转动一周，_经过中性面线圈每经过_一次，电流的方向就改变一次(3)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为_曲线如图1(a)所示【答案】周期T、频率f、峰值等两次中性面正弦高考总复习·物理高考总复习·物理一次周期性次数高考总复习·物理2交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流某一_的值，是时间的函数(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的_(3)有效值：让交流与恒定电流分别通过_的电阻，如果它们在交流的一个周期内产生的_相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交流的_(4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系I _， U _， E _.(5)平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值时刻最大值相同热量有效值高考总复习·物理【考点解读读】1 正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)考点一 正弦式交变电流的变化规律高考总复习·物理高考总复习·物理高考总复习·物理(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式如：线圈从中性面位置开始转动，则I t图象为正弦函数图象，函数式为IImsin t.线圈从垂直中性面位置开始转动，则I t图象为余弦函数图象，函数式为IImcos t.特别提醒 1.只要线线圈平面在匀强磁场场中绕绕垂直于磁场场的轴轴匀速转动转动 ，就产产生正弦式交流电电，其变变化规规律与线线圈的形状、转动轴处转动轴处 于线线圈平面内的位置无关2t图图象与对应对应 的et图图象是互余的高考总复习·物理高考总复习·物理A乙图中Oa时间段对应甲图中A至 B图的过程B乙图中c时刻对应甲图中的C图C若乙图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变50次D若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz高考总复习·物理高考总复习·物理例2 实验室里的交流发电机可简化为如图3所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO轴匀速转动今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V已知 R 10 ，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是( )高考总复习·物理高考总复习·物理高考总复习·物理高考总复习·物理【答案】C高考总复习·物理【考点解读读】交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较考点二 交变电流“四值”的比较与理解高考总复习·物理高考总复习·物理高考总复习·物理高考总复习·物理例4 如图6所示，边长为L的正方形的单匝线圈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OO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为绕轴OO匀速转动，则以下判断正确的是( )高考总复习·物理高考总复习·物理高考总复习·物理命题意图 本题考查了交流电，意在考查考生对交流电的产生以及交流电四值的理解及掌握情况答案 BD高考总复习·物理高考总复习·物理【答案】BD高考总复习·物理例5 如图8甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、 cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角 45°时 (如图8乙 )为计时起点，并规定当电流自a流向b时，电流方向为正则下列四幅图中正确的是( )图 816.对交变电流图象的意义认识不清高考总复习·物理高考总复习·物理误区警示 不能将交变电流的产生原理与图象正确结合，或判断初始时刻的电流方向错误而错选C.答案 D高考总复习·物理方法提炼 对对于交变电变电 流的图图象问题问题 ，关键键在于把线线圈在匀强磁场场中的具体位置与图图象上的时时刻对应对应 好，也就是把交变变电电流的变变化规规律与线线圈在磁场场中转动转动 的具体情景对应对应 好！高考总复习·物理高考总复习·物理高考总复习·物理【答案】B高考总复习·物理例6 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图10甲所示已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图10乙所示，则( )图 1017.忽视交变电流“四值”的区别，造成运用时的错误高考总复习·物理误区警示 错解1：不能正确区分电源电动势和路端电压，易错选A.错解2：认为在一个周期内电流的方向改变1次，则会错选B.高考总复习·物理高考总复习·物理方法提炼 在解答有关交变电变电 流问题时问题时 ，除要注意电电路结结构外，还还要区分交变电变电 流的最大值值、瞬时值时值 、有效值值和平均值值，最大值值是瞬时值时值 中的最大量值值，有效值值是以电电流的热热效应应来等效定义义的，与电电磁感应问题应问题 一样样，求解与电电能、电热电热 相关问题时问题时 ，一定要使用有效值值，而求解通过导过导 体截面的电电荷量时时一定要用平均值值.高考总复习·物理跟踪训练4 某交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系如图11所示如果此线圈和一个R 100 的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列叙述正确的是( )A交变电流的周期为0.02 sB交变电流的最大值为1 AC交变电流的有效值为1 AD电阻R两端的最大电压为141 V高考总复习·物理【答案】B高考总复习·物理高考总复习·物理
