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1、理解教材新知第三章电磁感应随堂基础巩固课时跟踪训练知识点一知识点二把握热点考向考向一考向二应用创新演练第三节交变电流知识点三知识点四1.大小、方向随时间做周期性变化的大小、方向随时间做周期性变化的 电流叫交变电流，完成一次周期性电流叫交变电流，完成一次周期性 变化所用的时间叫做交流电的周变化所用的时间叫做交流电的周 期；在期；在1秒内发生周期性变化的次秒内发生周期性变化的次 数叫交流电的频率。数叫交流电的频率。2正弦交流电的电流、电压随时间正弦交流电的电流、电压随时间 按正弦函数的规律变化，公式为按正弦函数的规律变化，公式为i Imsin t或或uUmsin t，式中，式中 Im和和Um分别是
2、电流和电压的最大分别是电流和电压的最大 值，叫做交流电的峰值。值，叫做交流电的峰值。3电容器电容器“隔直流、通交流隔直流、通交流”的现的现 象，是电容器利用交流电的周象，是电容器利用交流电的周 期性变化，发生周期性的充期性变化，发生周期性的充 电、放电，表现为交流电通过电、放电，表现为交流电通过 了电容器。了电容器。1.交流发电机的组成交流发电机的组成 各种发电机都由固定不动的各种发电机都由固定不动的“”和能够连续转动和能够连续转动的的“”组成。组成。定子定子转子转子2发电机原理发电机原理图图331 (1)旋转电枢式发电机：线圈在磁场中旋转。线圈旋转电枢式发电机：线圈在磁场中旋转。线圈(电电枢
3、枢)是转子，磁体是定子，如图是转子，磁体是定子，如图331甲所示。甲所示。(2)旋转磁极式发电机：磁体转动，是转子；线圈不动，旋转磁极式发电机：磁体转动，是转子；线圈不动，是定子。如图乙所示。是定子。如图乙所示。无论是线圈转动，还是磁体转动，都是转子的转动使无论是线圈转动，还是磁体转动，都是转子的转动使得穿过线圈的得穿过线圈的 发生变化，在线圈中激发出发生变化，在线圈中激发出 。磁通量磁通量感应电动势感应电动势 3交变电流交变电流 大小、大小、随时间做随时间做 变化的电流叫做交变电变化的电流叫做交变电流，简称交流。流，简称交流。4直流直流 各种电池供给的电流只沿一个方向流动，叫直流。各种电池供
4、给的电流只沿一个方向流动，叫直流。方向方向周期性周期性1.如图如图332所示为交流发电所示为交流发电机的结构和原理示意图，当线机的结构和原理示意图，当线圈在磁场中缓缓转动时，观察圈在磁场中缓缓转动时，观察电流表的指针，可以判断电流表的指针，可以判断()图图332A指针随着线圈的转动而摆动，并且线圈转动一周指针指针随着线圈的转动而摆动，并且线圈转动一周指针 左右摆动一次左右摆动一次B当线圈平面转动到跟磁感线平行时，电流表指针的偏当线圈平面转动到跟磁感线平行时，电流表指针的偏 转角最大转角最大C当线圈平面转动到跟磁感线垂直时，电流表指针的偏当线圈平面转动到跟磁感线垂直时，电流表指针的偏 转角最大转
5、角最大D如果线圈的转动是匀速的，则线圈产生的感应电动势如果线圈的转动是匀速的，则线圈产生的感应电动势 和感应电流是周期性的和感应电流是周期性的解析：解析：这是一个旋转电枢式交流发电机模型，当线圈在磁这是一个旋转电枢式交流发电机模型，当线圈在磁场中转动时，线圈产生的感应电动势和感应电流都随时间场中转动时，线圈产生的感应电动势和感应电流都随时间变化，线框转动一周，完成一个周期性变化，对应的指针变化，线框转动一周，完成一个周期性变化，对应的指针左右摆动一次，故选项左右摆动一次，故选项A正确。当线圈平面跟磁感线平行正确。当线圈平面跟磁感线平行时，穿过线圈的磁通量为零，但线圈的两条边切割磁感线，时，穿过
6、线圈的磁通量为零，但线圈的两条边切割磁感线，此时的速度方向跟磁感线垂直，所以此时线圈中的感应电此时的速度方向跟磁感线垂直，所以此时线圈中的感应电动势最大，对应的感应电流也最大，所以动势最大，对应的感应电流也最大，所以B项正确。项正确。当线圈平面跟磁感线垂直时，穿过线圈的磁通量最大，但当线圈平面跟磁感线垂直时，穿过线圈的磁通量最大，但线圈中切割磁感线的两条边的速度方向平行于磁感线，线线圈中切割磁感线的两条边的速度方向平行于磁感线，线圈中的感应电动势和感应电流均为零，所以选项圈中的感应电动势和感应电流均为零，所以选项C不正确。不正确。如果线圈是匀速转动的，那么产生的感应电流就是周期性如果线圈是匀速
7、转动的，那么产生的感应电流就是周期性变化的，故变化的，故D项也正确。项也正确。答案：答案：ABD 自学教材自学教材 1正弦式电流正弦式电流 (1)定义：电流、电压随时间按正弦函数的规律变化定义：电流、电压随时间按正弦函数的规律变化的电流叫正弦式电流。的电流叫正弦式电流。(2)正弦式电流在某一时刻的电流、电压可以表示为正弦式电流在某一时刻的电流、电压可以表示为i .u .Imsin tUmsin t 2周期周期(T)交流完成交流完成 所用的时间叫做交流的所用的时间叫做交流的周期。用周期。用T表示，单位是秒。表示，单位是秒。一次周期性变化一次周期性变化1 s赫兹赫兹Hz50 重点诠释重点诠释 1交
8、流电变化规律的理解交流电变化规律的理解 正弦交变电流的产生：在匀强磁场中，沿垂直于磁场正弦交变电流的产生：在匀强磁场中，沿垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈产生正弦交变电流方向的轴匀速转动的线圈产生正弦交变电流(不论线圈形状，不论线圈形状，也不论转轴是否在中央也不论转轴是否在中央)。3图像图像 交变电流的变化规律可以用示波器显示出来，正弦式交变电流的变化规律可以用示波器显示出来，正弦式交变电流的变化规律图像如图交变电流的变化规律图像如图333所示。所示。图图3332如图如图334所示，是一正弦式交变电流的电流图像。所示，是一正弦式交变电流的电流图像。此正弦交变电流的周期和电流的最大值分别为此正弦
9、交变电流的周期和电流的最大值分别为 ()图图334A0.01 s,10 AB0.02 s,10 AC0.02 s,10 A D0.01 s,10A解析：解析：由图像可知电流最大值为由图像可知电流最大值为10 A，周期为，周期为0.02 s，故，故选项选项B正确。正确。答案：答案：B 自学教材自学教材 当电容器接到交流电路上，电容器交替进行充电和当电容器接到交流电路上，电容器交替进行充电和放电，电路中形成电流，电容对交变电流也有阻碍作用，放电，电路中形成电流，电容对交变电流也有阻碍作用，电容器能够通电容器能够通 、隔、隔 。交流交流直流直流 重点诠释重点诠释 1电容器电容器“通交流通交流”的理解
10、的理解 把电容器接在交变电流两端，则电路里会有持续的电把电容器接在交变电流两端，则电路里会有持续的电流，好像交变电流流，好像交变电流“通过通过”了电容器。实际上，在这种情况了电容器。实际上，在这种情况下电路中的自由电荷并没有通过电容器两极间的绝缘电介下电路中的自由电荷并没有通过电容器两极间的绝缘电介质，而是在交变电压的作用下，当电源电压升高时，电容质，而是在交变电压的作用下，当电源电压升高时，电容器充电，电路中形成充电电流，当电源电压降低时，器充电，电路中形成充电电流，当电源电压降低时，电容器放电，电路中形成放电电流。在交变电源的一周期电容器放电，电路中形成放电电流。在交变电源的一周期内，电容
11、器要交替进行充电、放电，反向充电、反向放电，内，电容器要交替进行充电、放电，反向充电、反向放电，电路中就有了持续的交变电流，就好像电流通过了电容器。电路中就有了持续的交变电流，就好像电流通过了电容器。2电容器电容器“隔直流隔直流”的理解的理解 将电容器的两极接在电压恒定的直流电源两端，电将电容器的两极接在电压恒定的直流电源两端，电路中没有持续的电流，这是由于电容器两极间充有绝缘的路中没有持续的电流，这是由于电容器两极间充有绝缘的电介质。电介质。图图3353.如图如图335中，将电灯与电容器串中，将电灯与电容器串联接入通有交变电流的电路中，灯联接入通有交变电流的电路中，灯泡发光，则泡发光，则 (
12、)A自由电荷通过了电容器两极板间的绝缘电介质自由电荷通过了电容器两极板间的绝缘电介质B自由电荷没有通过电容器两极板间的绝缘电介质自由电荷没有通过电容器两极板间的绝缘电介质C接入交变电源使电容器两极板间的绝缘电介质变成了接入交变电源使电容器两极板间的绝缘电介质变成了 导体导体D电容器交替进行充放电，电路中就有电流，表现为交电容器交替进行充放电，电路中就有电流，表现为交 变电流变电流“通过通过”了电容器了电容器解析：解析：电容器电容器“通交流通交流”是因为两极板不断地充、放电，从是因为两极板不断地充、放电，从而使电路中有电流，而不是自由电荷通过了两极板间的电而使电路中有电流，而不是自由电荷通过了两
13、极板间的电介质，所以介质，所以B、D项正确。项正确。答案：答案：BD 自学教材自学教材 1定义定义 交流的有效值，是根据电流的交流的有效值，是根据电流的 规定的：把交规定的：把交流和直流分别通过流和直流分别通过 的电阻，如果在的电阻，如果在 的时间里的时间里它们产生的它们产生的 相等，我们就把这个直流电压、电流的相等，我们就把这个直流电压、电流的数值称做交流电压、电流的有效值。数值称做交流电压、电流的有效值。热效应热效应相同相同相等相等热量热量 (3)在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值。如电功
14、定保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值。如电功率的计算式：率的计算式：PIU中，中，U、I均为有效值。均为有效值。(4)在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电工仪表在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值。在没有具体说明情况下，所的示数均为交变电流的有效值。在没有具体说明情况下，所给出的交变电流的电压、电流及电功率指的都是有效值。给出的交变电流的电压、电流及电功率指的都是有效值。(5)在各种使用交变电流的电器设备上，所标注的额定在各种使用交变电流的电器设备上，所标注的额定电压，额定电流值，都是交流的有效值。电压，额定电流值，都是交流的有效值。4有一台使用
15、交流电的电冰箱上标有额定电压为有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220 V”的字样，这的字样，这“220 V”是指是指 ()A交流电电压的瞬时值交流电电压的瞬时值B交流电电压的最大值交流电电压的最大值C交流电电压的平均值交流电电压的平均值 D交流电电压的有效值交流电电压的有效值解析：解析：若无特殊说明，各电器上标的额定值都是有效值，若无特殊说明，各电器上标的额定值都是有效值，故故D正确。正确。答案：答案：D图图336 例例1一个按正弦规律变化的一个按正弦规律变化的交变电流的交变电流的it图像如图图像如图336所示，所示，根据图像可以断定根据图像可以断定 ()A交变电流的频率交变电流的频
16、率f0.2 Hz B交变电流的有效值交变电流的有效值I有有14.14 A审题指导审题指导解此题要把握两点：解此题要把握两点：(1)图像提供的信息及和瞬时值的对应关系。图像提供的信息及和瞬时值的对应关系。(2)最大值和有效值之间的关系。最大值和有效值之间的关系。答案答案BD1已知交变电压瞬时值的表达式为已知交变电压瞬时值的表达式为u311sin100t V，从，从t0到第一次电压出现峰值的时间到第一次电压出现峰值的时间 ()A0.005 s B0.001 sC0.02 s D0.01 s解析：解析：交变电压按正弦规律变化，当第一次电压出现峰值交变电压按正弦规律变化，当第一次电压出现峰值时，时，s
17、in100t1，即，即100t ，t0.005 s，故，故A正确。正确。答案：答案：A 例例2如图如图337表示一交变电流的电流随时间而表示一交变电流的电流随时间而变化的图像。此交变电流的有效值是变化的图像。此交变电流的有效值是 ()图图337答案答案B 在有效值的计算中要掌握的原则是：认清交变电流在有效值的计算中要掌握的原则是：认清交变电流的变化规律，分清每一阶段的电流的特征，确定每一阶的变化规律，分清每一阶段的电流的特征，确定每一阶段电流的有效值，一定要在一个周期内使用焦耳定律来段电流的有效值，一定要在一个周期内使用焦耳定律来计算有效值。计算有效值。2在两个阻值相同的电阻上分别通以如图在两个阻值相同的电阻上分别通以如图338甲所示甲所示的正弦交变电流和如图乙所示方形波电流，它们的峰值和周的正弦交变电流和如图乙所示方形波电流，它们的峰值和周期都相同。则两电阻在相同时间内产生的热量之比为期都相同。则两电阻在相同时间内产生的热量之比为()图图338A1 1 B1 2C2 1 D2 3答案：答案：B
高中物理第三章电磁感应第三节交变电流课件新人教版选修11
