导学教程高考物理总复习 第十章 交变电流 传感器 第一节 交变电流的产生和描述课件 新人教版.ppt

第十章交变电流传感器 2017高考备考导航 第一节交变电流的产生和描述 主干回顾 大小 方向 正弦 nbs 热效应 1 判断下列说法的正误 1 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时 一定会产生正弦式交变电流 2 线圈在磁场中转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时 产生的感应电动势也最大 3 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动经过中性面时 线圈中的感应电动势为零 电流方向发生改变 自我检测 2 图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动 不能产生正弦式交变电流的是答案c 3 多选 2016 南宁检测 在匀强磁场中 一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动 如图10 1 1甲所示 产生的交变电动势的图象如图乙所示 则图10 1 1 a t 0 005s时线框的磁通量变化率为零b t 0 01s时线框平面与中性面重合c 线框产生的交变电动势最大值为311vd 线框中交变电流的方向每秒变化100次答案bcd 4 多选 一个按正弦规律变化的交变电流的i t图象如图10 1 2所示 根据图象可以判定图10 1 2 答案bd 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 考向1正弦交流电的产生 例1 2012 安徽理综 图10 1 3甲是交流发电机模型示意图 在磁感应强度为b的匀强磁场中 有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴oo 转动 由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕oo 转动的金属圆环相连接 金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触 这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻r形成闭合电路 图乙是线圈的主视图 导线ab和cd分别用它们的横截面来表示 已知ab长度为l1 bc长度为l2 线圈以恒定角速度 逆时针转动 只考虑单匝线圈 图10 1 3 1 线圈平面处于中性面位置时开始计时 试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式 2 线圈平面处于与中性面成 0夹角位置时开始计时 如图丙所示 试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式 2 当线圈由图丙位置开始运动时 在t时刻整个线圈的感应电动势为e2 bl1l2 sin t 0 答案 1 e1 bl1l2 sin t 2 e2 bl1l2 sin t 0 考向2交流电的图象描述 例2 2016 太原模拟 如图10 1 4甲所示 一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中 并绕过ab cd中点的轴oo 以角速度 逆时针匀速转动 若以线圈平面与磁场夹角 45 时 如图乙 为计时起点 并规定当电流自a流向b时电流方向为正 则图中能正确反映线圈中电流变化规律的是 图10 1 4 答案 d 规律总结确定交变电流变化规律的基本思路 1 确定正弦式交变电流的峰值 根据已知图象读出或由公式em nbs 求出相应峰值 2 明确线圈的初始位置 找出对应的函数关系式 若线圈从中性面位置开始转动 则i t图象为正弦函数图象 函数式为i imsin t 若线圈从垂直中性面位置开始转动 则i t图象为余弦函数图象 函数式为i imcos t 考点二有效值的理解与计算对交变电流有效值的理解1 交变电流的有效值是根据电流的热效应 电流通过电阻生热 进行定义的 所以进行有效值计算时 要紧扣电流通过电阻生热 或热功率 进行计算 注意 三同 即 相同电阻 上 相同时间 内产生 相同热量 计算时 相同时间 至少要取一个周期的时间 2 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 在没有具体说明的情况下 所给出的交变电流的电压 电流及电功率指的都是有效值 3 非正弦式交变电流的有效值 应按有效值的定义计算 4 几种典型的电流及其有效值 答案 c 考向2由图象计算有效值 例4 2013 海南单科 通过一阻值r 100 的电阻的交变电流如图10 1 5所示 其周期为1s 电阻两端电压的有效值为图10 1 5 答案 b 考点三交变电流 四值 的比较交变电流的瞬时值 峰值 有效值和平均值的比较 例5 如图10 1 6所示 匀强磁场的磁感应强度b 0 5t 边长l 10cm的正方形线圈共100匝 线圈电阻r 1 线圈绕垂直于磁感线的对称轴oo 匀速运动 角速度 2 rad s 外电路中的电阻r 4 求 图10 1 6 1 感应电动势的最大值 2 由图示位置 线圈平面与磁感线平行 转过60 时的瞬时感应电动势 答案 1 3 14v 2 1 57v 3 2 6v 4 1 78v 5 0 99j 6 0 087c 1 2015 四川理综 小型手摇发电机线圈共n匝 每匝可简化为矩形线圈abcd 磁极间的磁场视为匀强磁场 方向垂直于线圈中心轴oo 线圈绕oo 匀速转动 如图10 1 7所示 矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0 不计线圈电阻 则发电机输出电压 随堂巩固 图10 1 7 答案d 2 多选 2013 山东理综 图10 1 8甲是小型交流发电机的示意图 两磁极n s间的磁场可视为水平方向的匀强磁场 a为交流电流表 线圈绕垂直于磁场的水平轴oo 沿逆时针方向匀速转动 从图示位置开始计时 产生的交变电流随时间变化的图象如图10 1 8乙所示 以下判断正确的是 图10 1 8 a 电流表的示数为10ab 线圈转动的角速度为50 rad sc 0 01s时线圈平面与磁场方向平行d 0 02s时电阻r中电流的方向自右向左 答案ac 3 多选 2014 天津理综 如图10 1 9甲所示 在匀强磁场中 一矩形金属线圈两次分别以不同的转速 绕与磁感线垂直的轴匀速转动 产生的交变电动势图象如图乙中曲线a b所示 则 图10 1 9 a 两次t 0时刻线圈平面均与中性面重合b 曲线a b对应的线圈转速之比为2 3c 曲线a表示的交变电动势频率为25hzd 曲线b表示的交变电动势有效值为10v 答案ac 4 多选 如图10