2023版高考物理一轮总复习专题11交变电流第1讲交变电流的产生和描述课件

这是一份2023版高考物理一轮总复习专题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A等内容，欢迎下载使用。

第1讲　交变电流的产生和描述
必 备 知 识·深 悟 固 基
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．
　甲　　　　乙　　　　丙　　　　丁
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]下列各图中面积均为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]
1．正弦式交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．
(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)交变电动势的最大值Em＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关．
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年北京一模)如图所示，在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD，AB边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连．金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联．现使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴从与磁感线平行的位置开始旋转，下列说法中正确的是(　　)
A．线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，磁通量的变化率也为0B．线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率最大C．线圈从图中所示的位置转过90°时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大D．线圈从图中所示的位置转过90°时，流经定值电阻R的电流最大【答案】B　
【解析】线圈位于图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，线圈中感应电动势最大，即磁通量的变化率最大，A错误，B正确；线圈从图中所示的位置转过90°时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0，此时流经定值电阻R的电流也为0，C、D错误．
2．(2021年辽宁一模)图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕OO′ 轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为r，外接灯泡的电阻为9r，下列说法正确的是(　　)
考点2　 交变电流有效值的求解　[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　[能力考点]
1．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较
例2　(2021年浙江卷)(多选)发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO′轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示．其它电阻不计，图乙中的Um为已知量．则金属框转动一周(　　)
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(　　)
其他电磁感应场景产生的交变电流
深 度 研 练·素 养 提 升
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(　　)