《2022年2019年高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第1讲交变电流的产生和描述学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年2019年高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第1讲交变电流的产生和描述学案（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 1 讲 交变电流的产生和描述微学问 1 交变电流，交变电流的图象1. 交变电流(1) 定义大小和方向随时间做周期性变化的电流.(2) 图象如图甲，乙，丙，丁所示都属于交变电流.2. 正弦沟通电的产生和图象(1) 产生：在匀强磁场里,线圈绕垂直磁场方向的轴匀速转动.(2) 图象：如图甲，乙所示.微学问 2 正弦交变电流的函数表达式，峰值和有效值1. 周期和频率(1) 周期 T：交变电流完成一次周期性变化 线圈转一周 所需的时间,单位是秒s .公式：可编辑资料 - - - 欢迎下载T 2 .(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 .11(3) 周期和频率
2、的关系： Tff 或 .T2. 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) 有效值定义： 让沟通和直流通过相同阻值的电阻,假如它们在相同的时间内产生的热量相等,就把这始终流的数值叫做这一沟通的有效值.可编辑资料 - - - 欢迎下载正弦沟通电有效值和峰值的关系：EEm, UUmI m, I .可编辑资料 - - - 欢迎下载222(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.一，思维辨析 判定正误,正确的画“”,错误的画“”. 1交变电流的主要特点是电流的方向随时间周期性变
3、化. 2. 线圈经过中性面位置时产生的感应电动势最大. 3. 我国使用的沟通电周期是0.02 s ,电流方向每秒钟转变100 次. 4. 任何交变电流的最大值I m与有效值 I 之间的关系是I m2I . 5. 沟通电压表及电流表的读数均为峰值. 二，对点微练1 交变电流的产生 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,就以下说法正确选项A. 乙图中 0 t 1 时间段对应甲图中至图的过程B. 乙图中 t 3 时刻对应甲图中的图可编辑资料 - - - 欢迎下载C. 如乙图中 t 4 等于 0.02 s ,就
4、 1 s内电流的方向转变50 次D. 如乙图中 t 2 等于 0.02 s ,就沟通电的频率为50 Hz答案A2. 交变电流的瞬时值表达式 如以下图,单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,其转动轴2线 OO与磁感线垂直.已知匀强磁场的磁感应强度B 1 T,线圈所围面积 S0.1 m,转速 12 r/min.如从中性面开头计时,就线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为可编辑资料 - - - 欢迎下载A. e 12sin120 t VB e24 sin120 t VC e 0.04 sin0.4 t VD e0.4 cos2 t V解析矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势的最大值为Em BS
5、BS2 n60 可编辑资料 - - - 欢迎下载2 n12可编辑资料 - - - 欢迎下载10.1 0.4 V 0.04 V ,角速度 60 2 60rad/s 0.4 rad/s,从中性可编辑资料 - - - 欢迎下载面开头,故其瞬时值表达式为e 0.04 sin0.4t V ,C 项正确.答案C3. 交变电流的图象 小型沟通发电机中, 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系,如以下图.此线圈与一个R 10 的电阻构成闭合电路, 电路中的其他电阻不计.以下说法正确选项A. 交变电流的周期为0.125 sB. 交变电流的频率为8 Hz可编辑资料 - - - 欢迎
6、下载C交变电流的有效值为D交变电流的最大值为2 A4 A解析由题图可直接猎取的信息是：交变电流的周期是0.250 s , A 项错.感应电动势的最大值为 20 V ,线圈中产生的交变电流为正弦式交变电流,从而可推出：交变电流的频率f T 0.250 Hz 4 Hz , B 项错.交变电流的最大值211I m R 10 A 2 A ,D 项错.交变电流Em20的有效值 I AI m222 A .所以正确选项为C.答案C4 交变电流的有效值 已知某电阻元件在正常工作时,通过它的电流按如以下图的规律变化.现与这个电阻元件串联一个多用电表 已调至交变电流挡 ,就多用电表的读数为 A 42 AB 4 A
7、C 5 AD 52 A解析多用电表的读数为有效值,由 I RT2822R 3T2T22 R 得 I 5 A .2答案C见同学用书 P170微考点1交变电流的产生及变化规律核| 心| 微| 讲1. 变化规律 线圈从中性面位置开头计时可编辑资料 - - - 欢迎下载2. 两个特殊位置及其特点可编辑资料 - - - 欢迎下载典| 例| 微| 探【例 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, 产生的交变电动势的图象如图乙所示,就A. t 0.005 s时线框的磁通量变化率为零B. t 0.01 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 V可编辑
8、资料 - - - 欢迎下载D. 线框产生的交变电动势频率为100 Hz【解题导思】(1) 线框转动到中性面位置时,通过线框的磁通量最大,磁通量的变化率也最大,对吗？ 答：不对,线框转动到中性面位置时,通过线框的磁通量最大,磁通量的变化率为零.(2) 正弦式交变电流的频率，周期，线框转动角速度之间的关系如何？可编辑资料 - - - 欢迎下载答： f 12,T.可编辑资料 - - - 欢迎下载T解析线框中感应电动势与磁通量的变化率成正比,而t 0.005 s 时 e 最大, A 项错误. t可编辑资料 - - - 欢迎下载0.01 s 时 e 0,B项正确. 电动势有效值 E31122V220 V
9、,C 项错误. 周期 T 0.02可编辑资料 - - - 欢迎下载可编辑资料 - - - 欢迎下载s,频率 f答案B1 T50 Hz , D 项错误.可编辑资料 - - - 欢迎下载解决交变电流的产生及变化规律的三点留意事项(1) 只有当线圈从中性面位置开头计时,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平面内的位置无关.(2) 留意峰值公式 Em nBS 中的 S 为有效面积.(3) 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, 再依据特殊位置求特点解.题| 组| 微| 练1. 一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿
10、过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示.就以下说法正确选项A. t 0 时刻,线圈平面与中性面垂直可编辑资料 - - - 欢迎下载B. t 0.01 s时刻, 的变化率最大C. t 0.02 s时刻,沟通电动势达到最大D. 该线圈相应产生的沟通电动势的图象如图乙所示解析由题图甲可知, t 0 时,通过线圈的磁通量最大,线圈处于中性面位置.t 0.01 s 时刻,磁通量为零,但磁通量变化率最大,所以A 项错误, B 项正确. t 0.02 s时,沟通电动势应为 0, C，D项均错误.答案B2. 如图甲所示,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
11、速转动.如以线圈平面与磁场夹角 45时,如图乙所示为计时起点,并规定当电流自a 流向 b 时电流方向为正,就四幅图正确选项解析从图甲可以看出线圈从垂直于中性面位置开头旋转,由楞次定律可判定, 初始时刻电流方向由 b 到 a,故瞬时电流的表达式为i I maxcos t ,如从题图乙所示位置开头计时,就 i I maxcos4 t ,选项 D正确.答案D微考点2交变电流“四值”的懂得和应用可编辑资料 - - - 欢迎下载核| 心| 微| 讲交变电流的“四值”的比较典| 例| 微| 探【例 2】 如以下图,矩形线圈面积为S,匝数为 N,线圈电阻为 r ,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕 OO轴以角速度 匀速转动,外电路电阻为R,当线圈由图示位置转过60的可编辑资料 - - - 欢迎下载过程中,以下判定正确选项可编辑资料 - - - 欢迎下载A. 电压表的读数为NBS2NBS可编辑资料 - - - 欢迎下载B. 通过电阻 R的电荷量为 qC. 电阻 R所产生的焦耳热为QR rN2B2S2 RR r23NBS可编辑资料 - - - 欢迎下载D. 当线圈由图示位置转过60时电流表的示数为【解题导思】Rr
