人教高考物理一轮复习 第12章 第1讲 交变电流的产生和描述.pptx

第十二章　交变电流
第1讲　交变电流的产生和描述
大一轮复****讲义
【目标要求】
1.理解交变电流的产生过程，能正确书写交变电流的函数表达式.
2.理解并掌握交变电流图象的意义.
3.理解描述交变电流的几个物理量，会计算交变电流的有效值.
4.知道交流电四值在具体情况下的应用.
内容索引
NEIRONGSUOYIN
考点一　正弦式交变电流的产生及变化规律
考点二　交变电流的有效值求解
考点三　交变电流“四值”的理解和计算
课时精练
考点一　正弦式交变电流的产生及变化规律
01
正弦式交变电流
1.产生
线圈绕 磁场方向的轴匀速转动.
2.两个特殊位置的特点
(1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ ， ＝0，e＝0，i＝0，电流方向将 .
(2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0， ，e最大，i最大，电流方向 .
基础回扣
垂直于
最大
发生改变
最大
不改变
3.一个周期内线圈中电流的方向改变 次.
4.描述交变电流的物理量
(1)最大值
Em＝ ，与转轴位置 ，与线圈形状 (填“有关”或“无关”).
(2)周期和频率
①周期(T)：交变电流完成 变化所需的时间.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 .单位是赫兹(Hz).
③周期和频率的关系：T＝ 或f＝ .
两
NBSω
无关
无关
一次周期性
次数
5.交变电流的变化规律(线圈从中性面开始计时)
函数表达式
图象
磁通量
Φ＝ ＝ cos ωt
电动势
e＝ ＝ sin ωt
Φmcos ωt
BS
Emsin ωt
NBSω
技巧点拨
书写交变电流瞬时值表达式的技巧
(1)确定正弦交变电流的峰值：根据已知图象读出或由公式Em＝NBSω求出相应峰值.
(2)明确线圈的初始位置：
①线圈在中性面位置开始计时，则i－t图象为正弦函数图象，函数表达式为i＝Imsin ωt.
②线圈在垂直于中性面的位置开始计时，则i－t图象为余弦函数图象，函数表达式为i＝Imcos ωt.
例1　(2020·江西进贤县第一中学开学考试)甲、乙两矩形单匝金属线圈分别绕与磁感线垂直的轴在同一匀强磁场中匀速转动，输出交流电的感应电动势图象如图1中甲、乙所示，则
A.甲的频率是乙的2倍
B.甲线圈的面积是乙的6倍
C.t＝1 s时，两线圈中的磁通量均为零
D.t＝2 s时，两线圈均与磁感线平行
图1
√
解析　由题图知甲的周期为2 s，乙的周期为1 s，
所以f甲∶f乙＝1∶2，故A错误；
甲的电动势最大值为6 V，乙的电动势最大值为2 V，所以Em甲∶Em乙＝3∶1，ω甲∶ω乙＝f甲∶f乙＝1∶2，由E＝BSω可知S甲∶S乙＝6∶1，故B正确；
当线圈平面处于中性面位置时磁通量最大，而感应电动势为零，当线圈平面平行磁感线时，通过线圈的磁通量为零，而感应电动势最大，t＝1 s和t＝2 s时线圈平面均处于中性面位置，故C、D错误.