高三物理总复习精品课件：专题十一 第1讲 交变电流的产生和描述.ppt

2．运用等效法处理问题的一般步骤为： (1)分析原事物(需研究求解的物理问题)的本质特性和非本 质特性． (2)寻找适当的替代物，以保留原事物的本质特性，抛弃非 本质特性． (3)研究替代物的特性及规律． (4)将替代物的规律迁移到原事物中去． (5)利用替代物遵循的规律、方法求解，得出结论． 例3：如图 11-1-8 所示为一个经双可控硅调节后加在电 灯上的电压：正弦交流电的每二分之一周期中，前面四分之一 ) 周期被截去．则现在电灯上电压的有效值为( A．Um 图 11-1-8 审题突破：题中已经明确说明图示交流电的变化规律是从 正弦交流电演化得来，故我们在求解图示交流电有效值的时候， 应该把正弦交流电有效值作为切入点，然后用等效替代法进行 求解． 解析：由题给图象可知，交流电压的变化规律具有周期性， 用电流热效应的等效法求解．设电灯的阻值为R，正弦交流电 压的有效值与峰值的关系是 由于一个周期内半个周期有交流电压，所以一个周期内交 流电产生的热量为 ，选项D 正确． 设交流电压的有效值为 U，由电流热效应得 所以该交流电压的有效值U＝ Um 2 答案：D 题外拓展：高中物理中常用等效替代的思想进行解题，如(1) 力的等效，合力与分力之间的等效；(2)运动的等效，合运动和 分运动的等效；(3)模型的等效，如碰撞各类模型的等效． 【触类旁通】 3．一周期性变化的电压其变化规律如图 11-1-9 所示，周期 为 2T.由图中数据可求出此交流电压( ) 图 11-1-9 答案：C 》》》易错点 四值问题的计算 例4：交流发电机转子有 n 匝线圈，每匝线圈所围面积为 S，匀强磁场的磁感应强度为 B，匀速转动的角速度为ω，线圈 内阻为 r，外电路电阻为 R.当线圈在由图 11-1-10 中实线位置匀 图 11-1-10 速转动 90°到达虚线位置的过程中，求： (1)通过 R 的电荷量 q 为多少？ (2)R 上产生电热 QR 为多少？ (3)外力做的功 W 为多少？ 4(R＋r) (3)根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的 过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热，因 此W＝Q＝ πωn2B2S2 . 指点迷津：求解或计算电荷量时，电流、电压必须要用平 均值，不能用有效值；求解电流发热的问题时，电流、电压必 须要用有效值，而不能用平均值、最大值或瞬时值． 【触类旁通】 4．(深圳2013届模拟)如图 11-1-11 所示为一个小型旋转电 枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈的长度ab＝0.25 m，宽度 bc＝0.20 m，共有n＝100匝，总电阻r＝1.0 Ω，可绕与磁场方向 垂直的对称轴 OO′转动．线圈处于磁感应强度 B＝0.40 T 的匀 强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0 V 1.8 W”的灯泡，当线圈以角速度ω匀速转动时，小灯泡消耗的功率 恰好为 1.8 W．(不计转动轴与电刷的 摩擦，结果保留两位有效数字) (1)求线圈转动的角速度ω. (2)线圈在转动 100 周过程中发电机 产生的电能为多少？ 图 11-1-11 专题十一 交变电流 考点内容 要求 热点 1.交变电流、交变电 流的图象 Ⅰ 高考对本章知识的考查主要体现在 “三突出”，一般试题难度不大，且 多以选择题的形式出现． 1．突出考查交变电流的产生过程； 2．突出考查交变电流的图象和交变 电流的四值； 3．突出考查变压器，对变压器的原 理理解的同时，还要掌握变压器的 静态计算和动态分析，远距离输电 也要重视. 2.正弦交变电流的函 数表达式、峰值和有 效值 Ⅰ 3.理想变压器 Ⅰ 4.远距离输电 Ⅰ 实验十二：传感器的 简单使用 第1讲 交变电流的产生和描述 一、交变电流 1．交变电流：__________和__________都随时间周期性变 化的电流，简称交变电流． 大小 方向 2．正弦式交变电流： 正(余)弦规律 磁场 匀速 (1)定义：按______________________变化的交变电流 (2)产生：当闭合线圈由中性面位置(图 11-1-1 中 O1O2 位置) 开始，在匀强磁场中绕垂直于_____方向的轴_____转动时，线 圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：e ＝ Emsin ωt，其中 Em＝nBSω.这就是正弦交变电流． 图11-1-1 二、正弦式交变电流的规律 垂直 最大 零 零 1．中性面： 零 最大 最大 一次 二次 (1)中性面是与磁场方向_______的平面，是假想的参考面． (2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量_____