《高考物理 核心要點(diǎn)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(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理 核心要點(diǎn)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(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b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(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)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(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：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(diǎn)中性面的特點(diǎn)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(shí)間做交變電流：大小和方向都隨時(shí)間做_變變化的電流叫交變電流，簡(jiǎn)稱交流化的電流叫交變電流，簡(jiǎn)稱交流2實(shí)驗(yàn)裝置：如圖實(shí)驗(yàn)裝置：如圖1711甲所示，當(dāng)磁場(chǎng)中甲所示，當(dāng)磁場(chǎng)中的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，流過電流表的電流方向就會(huì)發(fā)生的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，流過電流表的電流方向就會(huì)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(shí)，線圈中無電流；示位置時(shí)，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?yàn)檫呏须娏髁飨驗(yàn)開；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?yàn)檫呏须娏鞣较驗(yàn)開；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(shí)，線圈中的電流乙和圖丁所示位置時(shí)，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(shí)值表達(dá)式正弦交變電流的瞬時(shí)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(dòng)勢(shì)的分別表示電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)的_，Im、Um、Em分別表示電流、電壓、分別表示電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)的電動(dòng)勢(shì)的_ImsintUmsintEmsint

4、瞬時(shí)值瞬時(shí)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(shí)際應(yīng)用中，交變電流有不同的變化規(guī)律，常見實(shí)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(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破二、交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式的推導(dǎo)二、交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式的推導(dǎo)圖圖1714設(shè)線圈從中性面起經(jīng)時(shí)間設(shè)線圈從中性面起經(jīng)時(shí)間t轉(zhuǎn)過角度轉(zhuǎn)過角度，則，則t，此時(shí)兩邊，此時(shí)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(dòng)勢(shì)同向相加，整個(gè)線圈示，它們產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)同向相加，整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：此時(shí)加在電路的某一段電阻此時(shí)加在電路的某一段電阻R上的電壓瞬時(shí)值：上的電壓瞬時(shí)值：uiRImRsintUmsint.特別提醒：特別提醒：求解交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的步驟：求解交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的步驟：(1)確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)是從哪個(gè)位置開始計(jì)時(shí)確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)是從哪個(gè)位置開始計(jì)時(shí)(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(dòng)的角速度確定轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，寫出表達(dá)式，代入角度求瞬時(shí)值值三、對(duì)正弦交變電流

6、的圖象的理解三、對(duì)正弦交變電流的圖象的理解正弦交變電流隨時(shí)間變化情況可以從圖象上表示正弦交變電流隨時(shí)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(shí)間變化的規(guī)律，出來，圖象描述的是交變電流隨時(shí)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(dòng)勢(shì)最大值、電動(dòng)勢(shì)最大值Em、周期周期T.2因線圈在中性面時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流均為因線圈在中性面時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、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(shí)刻時(shí)刻3找出線圈平行磁感線的時(shí)刻找出線圈平行磁感線的時(shí)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(shí)間的變化規(guī)律隨時(shí)間的變化規(guī)律課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)隨時(shí)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(duì)交變電流的圖象的理解對(duì)交變電流的圖象的理解圖圖1716At1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零時(shí)刻通過線圈的磁通量為零Bt2時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大時(shí)刻通過線圈

8、的磁通量的絕對(duì)值最大Ct3時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大D每當(dāng)每當(dāng)e變換方向時(shí)，通過線圈的磁通量的絕對(duì)變換方向時(shí)，通過線圈的磁通量的絕對(duì)值都為最大值都為最大【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)應(yīng)注意把握以下三點(diǎn)：解答本題時(shí)應(yīng)注意把握以下三點(diǎn)：(1)線圈經(jīng)過中性面時(shí)，磁通量最大但磁通量變化線圈經(jīng)過中性面時(shí)，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(shí)，磁通量為零，但磁線圈平面與中性面垂直時(shí)，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(dòng)勢(shì)與磁通量的變化率成線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e0，故為線圈通過中性面的時(shí)刻，線圈的磁通量，故為線圈通過中性面的時(shí)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(duì)不對(duì)t2時(shí)刻時(shí)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(shí)刻，磁通量為零，時(shí)刻，磁通量為零，B也不對(duì)也不對(duì)每當(dāng)每當(dāng)e變換方向時(shí)，也就是線圈通過中性面的時(shí)刻，變換方向時(shí)，也就是線圈通過中性面的時(shí)刻，通過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大，所以通過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大，所以D正確正確【答案答案】D【點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)】圖象可直觀簡(jiǎn)捷地反映物理量間的關(guān)圖象可直觀簡(jiǎn)捷地反映物理量

10、間的關(guān)系，對(duì)物理圖象的分析要點(diǎn)是：系，對(duì)物理圖象的分析要點(diǎn)是：一看：看一看：看“軸軸”、看、看“線線”、看、看“斜率斜率”、看、看“點(diǎn)點(diǎn)”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(duì)應(yīng)關(guān)系之間的對(duì)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(chǎng)中的矩形線圈處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(dòng)，磁場(chǎng)方向平行于紙邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向平行于紙面并與面并與ab垂直在垂直在t0時(shí)刻，線圈平面與紙面重時(shí)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(yùn)動(dòng)若規(guī)定由運(yùn)動(dòng)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(shí)間隨時(shí)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(shí)刻感應(yīng)電流方向?yàn)槭紩r(shí)刻感應(yīng)電流方向?yàn)閏dabc跟規(guī)定的跟規(guī)定的正方向相同，而且該時(shí)刻感應(yīng)電流最大，故選正方向相同，而且該時(shí)刻感應(yīng)電流最大，故選C.錯(cuò)選的主要原因是方向判斷不清和起始時(shí)刻的電錯(cuò)選的主要原因是方向判斷不清和起始時(shí)刻的電流是最大還是最小搞不清，說明對(duì)中性面這個(gè)概流是最大還是最小搞不清，說明對(duì)中性面這個(gè)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(zhǎng)為，邊長(zhǎng)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(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的值是多少？角時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的值是多少？交變電流的瞬時(shí)表達(dá)式交變電流的瞬時(shí)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(dòng)勢(shì)的最大值為所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(jì)時(shí)，產(chǎn)生交變開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmsint，所以轉(zhuǎn)過，所以轉(zhuǎn)過30角時(shí)的電動(dòng)勢(shì)角時(shí)的電動(dòng)勢(shì)【答案答案】39.3 V【點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)】求解交變電流瞬時(shí)值時(shí)可分三步：求解交變電流瞬時(shí)值時(shí)可分三步：(1)確立線圈從哪個(gè)位置開始計(jì)時(shí)，進(jìn)而確立表達(dá)確立線圈從哪個(gè)位置開始計(jì)時(shí)，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(shí)記識(shí)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(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmsint，而，而EmNBS.當(dāng)當(dāng)加倍而加倍而S減半時(shí)，減半時(shí)，Em不變，故不變，故C選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確如圖如圖1719所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(zhǎng)匝，邊長(zhǎng)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(dòng)當(dāng)線圈平面通過中性面時(shí)開始計(jì)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)線圈平面通過中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)試求：時(shí)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