高中人教物理第1讲　交变电流的产生和描述 教案.doc

考情分析
高考对本部分知识的考查主要以选择题的形式出现，试题的难度一般在中等偏下。
重要考点
1.交变电流、交变电流的图像(Ⅰ)
2．正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值(Ⅰ)
3．理想变压器(Ⅱ)
4．远距离输电(Ⅰ)
实验十二：利用传感器制作简单的自动控制装置
考点解读
1.交变电流的产生及其各物理量的变化规律，应用交流电的图像解决问题。
2．对交变电流的四值进行计算。
3．理想变压器原、副线圈中电流、电压、功率之间的关系应用，变压器动态变化的分析方法。
4．远距离输电的原理和相关计算。
5．利用传感器制作简单的自动控制装置，能够解决与科技、社会紧密结合的问题。
第1讲　交变电流的产生和描述
知识点　交变电流、交变电流的图像　Ⅰ
1．交变电流
(1)定义：大小和方向均随时间做周期性变化的电流叫作交变电流。
(2)图像：用以描述交变电流随时间变化的规律，图a、b、c、d所示电流都属于交变电流，其中按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图a所示。
2．正弦式交变电流的产生和变化规律
(1)产生：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动产生的电流是正弦式交变电流。
(2)中性面
①中性面：与磁感线垂直的平面称为中性面。
②中性面的特点以及与峰值面(中性面的垂面)的比较
中性面
峰值面
含义
与磁场方向垂直的平面
与磁场方向平行的平面
穿过线圈的磁通量
最大(BS)
0
磁通量的变化率
0
最大
感应电动势
0
最大(NBSω)
电流方向
发生改变
不变
(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次。
(4)正弦式交流电的图像：如果从线圈位于中性面位置时开始计时，其图像为正弦曲线。如图甲、乙所示。
(5)变化规律
正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置时开始计时)
①电动势e随时间变化的规律：e＝Emsinωt，其中ω表示线圈转动的角速度，Em＝NBSω。
②负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝Umsinωt。
③电流i随时间变化的规律：i＝Imsinωt。
知识点　　描述交变电流的物理量　Ⅰ
1．周期和频率
(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T＝。
(2)频率(f)：交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。单位是赫兹(Hz)。
(3)周期和频率的关系：T＝或f＝。
2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值
(1)瞬时值：交变电流的电动势、电流或电压在某一时刻的值，是时间的函数。
(2)峰值：交变电流的电动势、电流或电压所能达到的最大值。
(3)有效值
①定义：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，就把这个恒定电流的电流I、电压U叫作这一交变电流的有效值。
②有效值和峰值的关系：E＝，U＝，I＝。(仅适用于正弦式交流电)
(4)平均值：交变电流图像中图线与时间轴所围面积跟对应时间的比值。
一 堵点疏通
1．将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕位于线圈平面内且垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中产生的一定是正弦式交变电流。(　　)
2．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，经过中性面时，线圈中的感应电动势最大。(　　)
3．有效值公式I＝ 适用于任何交变电流。(　　)
4．交流电表的测量值是交变电流的有效值。(　　)
5．我国使用的交变电流周期是0.02 s，电流方向每秒改变100次。(　　)
6．电路中保险丝的熔断电流是指电流的最大值。(　　)
7．电容器的耐压值要高于交变电流的最大电压才不会被击穿。(　　)
答案　1.√　2.×　3.×　4.√　5.√　6.×　7.√
二 对点激活
1．下图中不表示交变电流的是(　　)
答案　A
解析　大小和方向都发生周期性变化的电流是交变电流，A项的电流方向不变，所以A是直流电而不是交流电，B、C、D项中的电流都是交变电流，故选A。
2．(人教版选择性必修第二册·P48·演示实验改编)把发光颜色不同的两个二极管并联(该类二极管具有单向导电性，导通时发光)，使两者正负极方向不同。当摇动如图所示的手摇发电机时，两个二极管交替发光，则流过其中一个二极管的电流是(　　)
A．交流电 B.直流电
C．恒定电流 D.涡流
答案　B
解析　交流电是指大小和方向发生周期性变化的电流，直流电的方向不变，恒定电流的大小与方向均不变，涡流是感应电流；手摇发电机产生的是