《交变电流传感器》教学课件

1、第10章交变电流 传感器第1页，共71页。2014高考导航考纲展示热点视角1.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3.理想变压器4.远距离输电实验十一：传感器的简单使用1.交变电流的四值计算以及变压器的原理和应用，特别是交流电的图象是高考考查的热点2.将本章知识与电磁感应等结合的力、电综合题可考查与本章知识有关的实际应用本章单独知识题型以选择题为主综合题以计算题为主3.传感器的一些简单应用和一些敏感元件的基本原理，在高考中出现的可能性有所增加本章知识与生产、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.第2页，共71页。第1讲交变电

2、流的产生和描述第3页，共71页。本节目录基础再现对点自测知能演练轻巧夺冠考点探究讲练互动技法提炼思维升华要点透析直击高考第4页，共71页。基础再现对点自测知识清单一、交变电流的产生和变化规律1交变电流：大小和方向都随时间做_变化的电流2正弦交流电(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕_方向的轴匀速转动(2)中性面：定义：与磁场方向_的平面周期性垂直于磁场垂直第5页，共71页。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_，感应电动势为_线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次(3)变化规律(线圈在中性面位置开始计时)电动势(e)：e_.电压(u)：u_.电流(i)：i_.(4)图象

3、(如图)最大零零EmsintUmsintImsint第6页，共71页。最大值相同热量第7页，共71页。特别提示：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，一般交流电表测量的数值，都是指有效值(除非有特殊说明)第8页，共71页。热身体验第9页，共71页。12.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化图象如图所示,下列说法中正确的是()At1时刻通过线圈的磁通量为零Bt2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大Ct3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大第10页，共71

4、页。第11页，共71页。热身体验答案与解析11.解析：选A.只有A图中电流方向不变，是直流电，故A对；其他都是交变电流12.解析：选D.t1时刻线圈通过中性面，磁通量最大，A错；t2时刻磁通量为零，B错；t3时刻电动势为零，磁通量变化率为零，C错；e在通过中性面时改变方向，此时磁通量最大，故D正确第12页，共71页。第13页，共71页。一、正弦式电流的变化规律1正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)要点透析直击高考第14页，共71页。第15页，共71页。第16页，共71页。第17页，共71页。即时应用1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

5、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电流方向每秒改变100次D该交流电的瞬时表达式为e311sin100t V第18页，共71页。解析：选B.线框中感应电动势与磁通量的变化率成正比,而t0.005 s时e最大，磁通量变化率最大，故A错；t0.01 s时e0，最大，故B正确；周期T0.02 s，f50 Hz，电流方向每秒改变100次，C错误；Em311 V，2f100 rad/s，初相为0，故表达式为e311sin100t V，D错误第19页，共71页。二、对交变电流“四值”的比较和理解1交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平

6、均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值eEmsint iImsint计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值EmnBSImEm/(Rr)讨论电容器的击穿电压第20页，共71页。第21页，共71页。2.对交变电流有效值的理解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”,“相同时间”内产生“相同热量”计算时“相同时间”要取周期的整数倍，一般取一个周期第22页，共71页。即时应用2 (2013泉州模拟)如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的

7、正弦交流电的图象，调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线b所示以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是()第23页，共71页。第24页，共71页。考点探究讲练互动例1考点2交流电“四值”的计算 如图所示，N50匝的矩形线圈abcd，ab边长l120 cm，ad边长l225 cm，放在磁感应强度B0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO轴以n3000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r1 ，外电路电阻R9 ，t0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里(1)在图中标出t0时感应电流的方向；(2)写出感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈

8、外力做多少功？(4)从图示位置转过90的过程中流过电阻R的电荷量是多少？第25页，共71页。第26页，共71页。【答案】(1)adcba(2)e314cos100t V(3)98.6 J(4)0.1 C第27页，共71页。例3第28页，共71页。【答案】C第29页，共71页。易错辨析 弄不清交流电“四值”的区别而造成的 错误【范例】一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则()技法提炼思维升华第30页，共71页。A电压表V的示数为220 VB电路中的电流方向每秒钟改变50次C灯泡实际消耗的功率为48

9、4 WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J错因剖析错解1：不能正确区分电源电动势和路端电压，易错选A.错解2：认为在一个周期内电流的方向改变1次,则会错选B.第31页，共71页。【答案】D第32页，共71页。【真知灼见】在解答有关交变电流问题时，除要注意电路结构外，还要区分交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值，最大值是瞬时值中的最大量值，有效值是以电流的热效应来等效定义的，与电磁感应问题一样，求解与电能、电热相关问题时，一定要使用有效值，而求解通过导体截面的电荷量时，一定要用平均值.第33页，共71页。知能演练轻巧夺冠第34页，共71页。本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放

10、第35页，共71页。第2讲变压器远距离输电第36页，共71页。本节目录基础再现对点自测知能演练轻巧夺冠考点探究讲练互动技法提炼思维升华要点透析直击高考第37页，共71页。基础再现对点自测知识清单一、变压器原理1构造和原理(如图所示)(1)主要构造：由_、_和_组成(2)工作原理：电磁感应的_现象原线圈副线圈闭合铁芯互感第38页，共71页。降压升压I2R第39页，共71页。IR输电电压电阻电阻率小横截面积电流电压第40页，共71页。热身体验11.关于理想变压器的工作原理,以下说法正确的是()A通过正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B.穿过原、副线圈的磁通量只有在一些特定的时刻才相等C穿过副线圈

11、磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈第41页，共71页。12.(2012高考海南卷)如图，理想变压器原、副线圈匝数比为201，两个标有“12 V,6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是()A120 V,0.10 AB240 V,0.025 AC120 V,0.05 A D240 V,0.05 A第42页，共71页。21.在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么()A输电线路上损失的电压与输送的电流成反比B输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大C输电线路上损失的功率跟输送

12、电压的平方成反比D输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比第43页，共71页。22.在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大C输电线上损耗的功率减少D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大第44页，共71页。热身体验答案与解析第45页，共71页。第46页，共71页。一、理想变压器及其原、副线圈基本量的关系要点透析直击高考理想变压器没有能量损失(铜损、铁损) 没有磁通量损失(磁通量全部集中在铁芯中)基本关系功率关系原线圈的输入功率等

13、于副线圈的输出功率电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，与负载情况、副线圈个数的多少无关电流关系只有一个副线圈，电流和匝数成反比多个副线圈，由输入功率和输出功率相等确定电流关系频率关系原、副线圈中电流的频率相等制约关系电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定功率原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定电流原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定第47页，共71页。解析：选D.由各量之间的制约关系可知D错第48页，共71页。二、理想变压器动态分析问题1匝数比不变的情况，如图甲所示：第49页，共71页。2负载电阻不变的情况，如图乙所示：第50页，共71页。第51页，共71页。即时应用

14、2(2013泰州模拟)原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端接一正弦交变电流，为了使变压器输入功率增大，可以采取的措施有()A只增加原线圈的匝数n1B只减少副线圈的匝数n2C只减少负载电阻R的阻值D只增大负载电阻R的阻值第52页，共71页。三、关于远距离输电问题的分析1远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机升压变压器远距离输电线降压变压器用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析2远距离高压输电的几个基本关系(以图为例)：第53页，共71页。第54页，共71页。第55页，共71页。第56页，共71页。考点探究讲练互动例1第57页，共71页。【答案】B第58页，共

15、71页。考点2理想变压器的动态分析 (2012高考福建卷)如图所示，理想变压器原线圈输入电压uUmsint，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表,示数分别用I1和I2表示下列说法正确的是()AI1和I2表示电流的瞬时值BU1和U2表示电压的最大值C滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小例2第59页，共71页。【答案】C【规律总结】分析理想变压器的动态变化问题，关键是抓住不变量，以不变量作为分析基础，然后根据欧姆定律分析电流、电压等各量的变化第60页，共71页。考点3

16、有关远距离输电的计算 某学校有一台应急备用发电机，内阻为r1 ，升压变压器的匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻为R4 ，全校22个教室，每个教室用“220 V,40 W”的灯泡6盏，要求所有灯都正常发光，则(1)输电线上损耗的电功率多大？(2)发电机的输出功率多大？(3)发电机的电动势多大？例3第61页，共71页。【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：【解析】(1)根据题意，画出从发电机到教室灯泡之间的传输过程，如图所示第62页，共71页。第63页，共71页。【答案】(1)144 W(2)5424 W(3)250 V第64页，共71页。第65页，共71页。易错辨析对输电线路中各量关系不明确造成错误技法提炼思维升华第66页，共71页。错因剖析错解1：不清楚输电电压与损失电压的区别，