高考物理一轮复习 专题十一 交变电流 考点一 交变电流的产生及描述教学案（含解析）-人教版高三全册物理教学案

专题十一 交变电流考纲展示 命题探究基础点知识点 1 交变电流、交变电流的图象1．交变电流(1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。(2)常见类型如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流。其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦交流电，如图甲所示。2．正弦交流电的产生和图象(1)产生：如图所示，在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，可产生正弦式交变电流。(2)中性面及其特点① 定义：与磁场方向垂直的平面。② 特点：a．线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零。b．线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次。(3)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦函数曲线，如图所示。1知识点 2 描述交变电流的物理量1．周期和频率(1)周期 T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转动一周)所需的时间，单位是秒(s)。公式：T＝。(2)频率 f：交变电流在 1 s 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．正弦交变电流的函数表达式(线圈从中性面位置开始计时)(1)电动势 e 随时间变化的规律：e＝Emsin ωt 。(2)负载两端的电压 u 随时间变化的规律：u＝Umsin ωt 。(3)电流 i 随时间变化的规律：i＝Imsin ωt 。其中 ω 等于线圈转动的角速度，Em＝nBSω。3．正弦交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值。(3)有效值① 定义：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫作这一交流的有效值。② 有效值和峰值的关系：E＝，U＝，I＝。(4)平均值：交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值。重难点一、交流电的产生及表达式1．正(余)弦式交变电流的产生条件匀强磁场、转轴垂直磁场方向、线圈匀速转动，三者缺一不可，否则线圈中所产生的就不是正(余)弦式交变电流。2．两个特殊位置中性面与峰值面的比较23.正弦交流电的最大感应电动势如图所示，边长为 L 的正方形线圈在匀强磁场 B 中以角速度 ω 匀速转动到图示位置，此时线圈中产生的感应电动势 E＝2BLv，又 v＝ω，故 E＝BL2ω，即最大感应电动势 Em＝BSω。若为 n 匝线圈，则 Em＝nBSω。4．交变电流的瞬时值表达式...