第十章第一节

1、第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器 考纲展示考纲展示1交变电流、交变电流的图象交变电流、交变电流的图象2正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值3理想变压器理想变压器4远距离输电远距离输电实验十一：传感器的简单使用实验十一：传感器的简单使用说明：说明：1.不要求讨论交变电流的相位和相位不要求讨论交变电流的相位和相位差的问题差的问题2只限于单相理想变压器只限于单相理想变压器2016高考导航高考导航第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器 热点视角热点视角1交变电流的四值计算以及变压器的原理和应用是高考考查交变电流的四值计算以及变压器的原理和应用是高考考查

2、的热点，题型以选择题为主的热点，题型以选择题为主2传感器在生产和科技中的应用越来越广泛，这使传感器的传感器在生产和科技中的应用越来越广泛，这使传感器的原理及应用在高考中出现的可能性有所增加原理及应用在高考中出现的可能性有所增加3本章知识与生产、生活联系紧密，理论联系实际的题目出本章知识与生产、生活联系紧密，理论联系实际的题目出现的可能性较大，如涉及民生的远距离输电问题现的可能性较大，如涉及民生的远距离输电问题第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器第一节交变电流的产生和描述第一节交变电流的产生和描述第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器

3、一、交变电流的产生和变化规律一、交变电流的产生和变化规律1交变电流交变电流大小和方向随时间做大小和方向随时间做_变化的电流变化的电流2正弦交流电正弦交流电(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕产生：在匀强磁场里，线圈绕_方向的轴匀方向的轴匀速转动速转动周期性周期性垂直于磁场垂直于磁场栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器(2)中性面中性面定义：与磁场方向定义：与磁场方向_的平面的平面特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量特点：线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量_，磁通量的变化率为磁通量的变化率为_，感应电动势为，感应电动势为_线圈线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次每经过中

4、性面一次，电流的方向就改变一次(3)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为中性面位置开始计时，其图象为_曲线曲线垂直垂直最大最大零零零零正弦正弦栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器 1.(单选单选)关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是流，下列说法中正确的是()A线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，感应电动势的方向不变次，感应电动势的方向不变B线圈每转动一周，感应电流

5、的方向改变一次线圈每转动一周，感应电流的方向改变一次C线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都改变一次方向都改变一次D线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改变线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改变一次一次C栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器二、描述交变电流的物理量二、描述交变电流的物理量1交变电流的周期和频率的关系：交变电流的周期和频率的关系：T_.2峰值和有效值峰值和有效值(1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的峰值：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有效值

6、：让交流与恒定电流分别通过大小_的电的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的阻，如果在交流的一个周期内它们产生的_相等，则相等，则这个恒定电流这个恒定电流I、恒定电压、恒定电压U就是这个交变电流的有效值就是这个交变电流的有效值最大值最大值相同相同热量热量栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器(3)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系I_，U_，E3平均值：平均值： _ .特别提示：特别提示：通常所说交变电流、电压的数值，各种交流电通常所说交变电流、电压的数值，各种交流电器设备所标的额定电压和额定电流的数值，一般交流电表测器设备所标的额定

7、电压和额定电流的数值，一般交流电表测量的数值，都是指有效值量的数值，都是指有效值(除非有特殊说明除非有特殊说明)栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器 2.(单选单选)小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示此线圈与一个系，如图所示此线圈与一个R10 的电阻构成闭合电的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是()C栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器考点考点一一

8、 交变电流的变化规律交变电流的变化规律考点二考点二 交流电有效值的求解交流电有效值的求解考点考点三三 交变电流的交变电流的“四值四值”的比较的比较栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器考点一交变电流的变化规律考点一交变电流的变化规律1正弦式交变电流的变化规律正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时线圈在中性面位置开始计时) 函数函数图象图象磁通量磁通量电动势电动势电压电压电流电流mcos tBScos teEmsin tnBSsin t栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器 (单选单选)如图甲

9、所示，一矩形线圈如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场放置在匀强磁场中，并绕过中，并绕过ab、cd 中点的轴中点的轴OO以角速度以角速度 逆时针匀逆时针匀 速转速转动若以线动若以线 圈平面与磁场夹角圈平面与磁场夹角45时时 (如图乙如图乙) 为计时起为计时起点，并规定当电流自点，并规定当电流自a流向流向b时电流方向为正则下图所示的时电流方向为正则下图所示的四幅图中正确的是四幅图中正确的是()D栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器思路点拨思路点拨确定感应电流的变化图象，应从三个方面分确定感应电流的变化图象，应从三个方面分析：析：(1)感应电流的方向，感应电流的方向，(2

10、)感应电流的大小及变化趋势，感应电流的大小及变化趋势，(3)t0时的大小和方向时的大小和方向栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器总结提升总结提升解决交变电流图象问题的三点注意解决交变电流图象问题的三点注意(1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈才是正弦形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关平面内的位置无关(2)注意峰值公式注意峰值公式EmnBS中的中的S为有效面积为有效面积(3)在

11、解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器 1.(单选单选)矩形线圈矩形线圈abcd在如图所示的磁场中以恒定在如图所示的磁场中以恒定的角速度的角速度绕绕ab边转动，磁场方向垂直纸面向里，其中边转动，磁场方向垂直纸面向里，其中ab边边左侧磁场的磁感应强度大小是右侧磁场的左侧磁场的磁感应强度大小是右侧磁场的2倍在倍在t0时刻线时刻线圈平面与纸面重合，且圈平面与纸面重合，且cd边正在向纸外转

12、动规定图示箭头边正在向纸外转动规定图示箭头方向为电流正方向，则线圈中电流随时间变化的关系图线应方向为电流正方向，则线圈中电流随时间变化的关系图线应是是()A栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器解析：绕垂直磁场的轴转动时，线圈能够产生的最大感应电解析：绕垂直磁场的轴转动时，线圈能够产生的最大感应电动势动势EmNBS，所以线圈在左侧磁场中产生的感应电动势，所以线圈在左侧磁场中产生的感应电动势最大值是右侧磁场中最大值的最大值是右侧磁场中最大值的2倍，再利用楞次定律分析感应倍，再利用楞次定律分析感应电流方向，可知选项电流方向，可知选项A正确正确栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第

13、十章交变电流传感器考点二交流电有效值的求解考点二交流电有效值的求解1正弦式交流电有效值的求解正弦式交流电有效值的求解2非正弦式交流电有效值的求解非正弦式交流电有效值的求解交变电流的有效值是根据电流的热效应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生 热热 ( 或热功或热功 率率 ) 进进 行计算注行计算注 意意“三三 同同”：即：即“相相 同电同电阻阻”，“相同时间相同时间”内产生内产生“相同热量相同热量”计算时计算时“相同时相同时间间”要取周期的整数倍，一般取

14、一个周期要取周期的整数倍，一般取一个周期栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器 (单选单选)(2015沈阳质检沈阳质检)如图所示为一交流如图所示为一交流电压随时间电压随时间变化的图象每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化的图象每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定根据图中数据可得，此交变化，后三分之二周期电压恒定根据图中数据可得，此交流电压的有效值为流电压的有效值为()C栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器 2.(单选单选)(2015江西九所重点中学联考江西九所重点

15、中学联考)如图如图所示的所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为电阻为R、半径为半径为L、圆心角为、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度轴以角速度匀速转动匀速转动(O轴位于磁场边界轴位于磁场边界)则线框内产生的则线框内产生的感应电流的有效值为感应电流的有效值为()D栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器考点三交变电流的考点三交变电流的“四值四值”的比较的比较物理含义物理含义重要关系重要关系适用情况适用情况瞬时值瞬时

16、值峰值峰值交变电流某一交变电流某一时刻的值时刻的值eEmsin t计算线圈某一时计算线圈某一时刻的受力情况刻的受力情况最大的瞬时值最大的瞬时值确定用电器的确定用电器的耐压值，电容耐压值，电容器的击穿电压器的击穿电压栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器物理含义物理含义重要关系重要关系适用情况适用情况有效值有效值平均值平均值跟交变电流跟交变电流的热效应等的热效应等效的恒定电效的恒定电流值流值(1)计算与电流热效应相计算与电流热效应相关的量关的量(如功率、热量如功率、热量)(2)交流电表的测量值交流电表的测量值(3)电器设备标注的额定电器设备标注的额定电压、额定电流电压、额定电流

17、(4)保险丝的熔断电流保险丝的熔断电流交变电流图交变电流图象中图线与象中图线与时间轴所夹时间轴所夹面积与时间面积与时间的比值的比值计算通过电路计算通过电路截面的电荷量截面的电荷量栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器D栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导引第十章交变电

18、流传感器第十章交变电流传感器物理思想物理思想等效法求解交流电问题等效法求解交流电问题 (多选多选)(2015东北三校联考东北三校联考)如图所示，空如图所示，空间中有范围间中有范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放 置两置两彼此正对的相同金属圆环，两环相距彼此正对的相同金属圆环，两环相距L，用导线将环，用导线将环 与外与外 电电阻相连，现用外力使金属杆沿两环做匀速圆周阻相连，现用外力使金属杆沿两环做匀速圆周 运动若已知运动若已知磁感应强度大小为磁感应强度大小为B，圆环半径为，圆环半径为R，杆转动角速，杆转动角速 度为度为，金，金属杆和电阻的阻值均为属杆和电阻的阻值均为r，其他电阻不计，则，其他电阻不计，则( )BC栏目栏目导引导引第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器栏目栏目导引导