高考物理总复习 第十一章 交变电流传感器 1111 正弦交变电流的产生及变化规律课件

1、正弦交变电流的产生及变化规律0101020203030404备选训练备选训练 课堂互动课堂互动 题组剖析题组剖析 规律总结规律总结 课堂互动课堂互动1正弦式交变电流的变化规律(线圈由中性面位置开始计时的运动过程) 物理量函数图象磁通量电动势电压电流mcos tBScos teEmsin tnBSsin tuUmsin tsin tiImsin tsin tBab课堂互动课堂互动2交变电流产生过程中的两个特殊位置课堂互动课堂互动3. 交变电流瞬时值表达式书写的基本思路(1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象或由公式EmnBS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

2、性面位置开始转动，则it图象为正弦函数图象，函数表达式为iImsint.若线圈从垂直中性面位置开始转动，则it图象为余弦函数图象，函数表达式为iImcost.课堂互动课堂互动4.电动机、发电机模型概述“电动机”模型和“发电机”模型是高考题中时常出现的题型，凡在安培力作用下在磁场中运动的通电导体均可看成电动机模型，在外力作用下在磁场中做切割磁感线运动的导体均可看成发电机模型，此模型综合考查了磁场力的作用、电磁感应、恒定电流、交变电流、能量转化与守恒等知识题组剖析题组剖析1如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则下

3、列说法正确的是()A乙图中0t1时间段对应甲图中至图的过程B乙图中t3时刻对应甲图中的图C若乙图中t4等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变50次D若乙图中t2等于0.02 s，则交流电的频率为50 Hz解析矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，角速度2n2 rad/s0.4 rad/s，产生感应电动势的最大值为EmBSBS2n10.10.4(V)0.04(V)，故其瞬时值表达式为e0.04sin 0.4t(V)，选项C正确。答案C题组剖析题组剖析2如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线OO与磁感线垂直。已知匀强磁场的磁感应强度B1 T，线圈所围面积S0.1 m2，转速12 r/

4、min。若从中性面开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为() Ae12sin 120t(V) Be24sin 120t(V) Ce0.04sin 0.4t(V) De0.4cos 2t(V)题组剖析题组剖析3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，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()At0.005 s时线框的磁通量变化率为零Bt0.01 s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311 VD线框产生的交变电动势频率为100 Hz题组剖析题组剖析4(2017天津理综) (多选)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直

5、的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为 2 ，则()At0时，线圈平面平行于磁感线Bt1 s时，线圈中的电流改变方向Ct1.5 s时，线圈中的感应电动势最大D一个周期内，线圈产生的热量为82 J题组剖析题组剖析规律总结规律总结规律方法求解正弦式交变电流的三点注意(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才是正弦形式。(2)注意峰值公式EmnBS中的S为有效面积。(3)转轴相对线圈的位置改变，或线圈的形状改变时，电动势仍可由EmnBS计算。规律总结规律总结备选训练备选训练备选训练备选训练注意此问图形有效值的求法备选训练备选训练图乙中的正弦交变电流的有效值为0.52 A图丁所示的交变电流虽然方向发生变化，但大小恒为 0.5 A，可知选项 D 正确 答案 AD 备选训练备选训练备选训练备选训练解析 线圈转动角速度 2T，线圈平面从与磁场方向平行开始计时，当转过60角时，电流的瞬时值表达式为 iImcos 601 A 得 Im2 A，正弦交变电流有效值 IIm2 2 A，B 项错；线圈消耗的功率 PI2R4 W，A 项正确；由欧姆定律可知，感应电动势最大值 EmImR4 V，所以瞬时值表达式为 e4 cos2Tt，