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1、第十章交变电流传感器考纲导航 考纲展示1.交变电流、交变电压的图象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：传感器的简单使用权威解读1.交变电流的产生及描述(e、u、i的瞬时值表达式、峰值、有效值、周期、频率)，特别是交流电的图象和有效值的计算是考查的热点2变压器的原理，电压比、电流比及功率关系是考查的重点3将本章知识与电磁感应、力、电综合题相结合，或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4掌握传感器的一些简单使用和一些敏感元件的基本原理.1交变电流的产生和变化规律(1)交流电：大小和方向都随时间做 的电流(2)正弦式交变电
2、流定义：按 变化的交变电流叫做正弦式交变电流，简称正弦式电流产生：将闭合线圈置于 磁场中，绕垂直于 的转轴 转动，线圈中会产生正(余)弦交变电流周期性变化周期性变化正弦规律正弦规律匀强匀强磁场方向磁场方向匀速匀速周期性周期性 秒秒 单位时间单位时间 赫兹赫兹 最大数值最大数值 电流热效应电流热效应 相同相同 相同相同 热量热量 Emsin t NBS Umsin t 1.一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，线圈中的感应电流i随时间t变化的图线如图所示，则()At1时刻通过线圈的磁通量为零时刻通过线圈的磁通量为零Bt2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大时刻通过线圈的磁通量绝对值最
3、大Ct3时刻通过线圈的磁通量变化率绝对值最大时刻通过线圈的磁通量变化率绝对值最大D每每当当i变变换换方方向向时时，通通过过线线圈圈的的磁磁通通量量绝绝对对值值都都为为最最大大解析Dt1和t3时刻，感应电流为零，线圈位于中性面位置，磁通量最大，其变化率为零，故A、C项错误；t2时刻感应电流绝对值最大，线圈位于中性面的垂面位置，磁通量为零，故B项错误；i变换方向时，线圈位于中性面位置，磁通量绝对值最大，D项正确4如图所示矩形线圈，面积为S，匝数为N，整个线圈内阻为r，在匀强磁场B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90的过程中，下列说法正确的是()要点一正弦式电流的变化
4、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)规律规律物理量物理量函数函数图象图象磁通量磁通量mcos tBScos t电动势电动势eEmsin tnBSsin t2.对中性面的理解(1)中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的一个参考面(2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但其变化率为零，感应电动势为零(3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大(4)线圈转动一周，两次经过中性面，内部电流的方向改变两次3交变电流瞬时值表达式的书写基本思路(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式EmnBS 求出相应峰值(2)明确线圈的初
5、始位置，找出对应的函数关系式如：线圈从中性面开始转动，则it图象为正弦函数图象，函数式为iImsin t.线圈从垂直中性面开始转动，则it图象为余弦函数图象，函数式为iImcos t.在交变电流的产生过程中，要特别注意两个特殊位置的不同特点(1)线圈平面与中性面重合时，SB，最大，/t0，e0，i0，电流方向将发生改变(2)线圈平面与中性面垂直时，SB，0，/t最大，e最大，i最大，电流方向不变【例1】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时电流方向为正则丙图中正
6、确的是() 甲乙丙要点二对描述交变电流的“四值”的比较和理解1.交变电流的瞬时值、最大值、有效值、平均值的比较 物理量物理量物理含义物理含义重要关系重要关系适用情况及说明适用情况及说明瞬时值瞬时值交变电流某一时交变电流某一时刻的值刻的值eEmsin tiImsin t计算线圈某时刻的受计算线圈某时刻的受力情况力情况(或力矩的瞬时或力矩的瞬时值值)(1)计算有效值一般取交变电流的一个周期的时间(2)非正弦交流电要依据电流的热效应计算其有效值【例2】一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO以如图所示的角速度匀速转动，外电路电阻为R.(
7、1)在图中标出此刻线圈感应电流的方向(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值为多大？(3)线圈平面与磁感线夹角为60时的感应电动势为多大？(4)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？(5)从图示位置开始，线圈转过60的过程中通过R的电量是多少？(6)图中电流表和电压表的示数各是多少？ 某交变电压随时间的变化规律如图所示，则此交变电流的频率为_Hz.若将此电压加在10 F的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_V；若将该电压加在一阻值为1 k的电阻器上，该电阻器正好正常工作，为了避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于_A.要点三几种典型交变电流有效值的计算
8、问题2几种典型的交变电流【例3】两个完全相同的电热器，分别通过如图a和b所示的电流最大值相等的方波交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比PaPb等于多少？ 如图所示为一个经双可控硅调节后加在电灯上的电压，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，则现在电灯上电压的有效值为()易错点 对交流电的产生、变化规律的理解不透彻 【错因剖析】(1)线圈在匀强磁场中转动时，磁通量和磁通量的变化率混淆，错误地认为磁通量为零时，磁通量的变化率也为零，因此得出感应电动势为零，感应电流为零易错选A.(2)在计算电功、电功率时错用交变电流的最大值易错选D.1一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直
9、于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示下列说法正确的是()At0时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻，的变化率最大Ct0.02 s时刻，交流电动势达到最大D该线圈应产生的交流电动势的图象如图乙所示解析B由甲图知，当t0时，磁通量最大，此时线圈平面与中性面重合，A错；当t0.01 s时0，则此时线圈平面与中性面垂直，的变化率最大，B正确；当t0.02 s时，磁通量反向达到最大，此时线圈平面与中性面重合，交流电动势为最小值E0，C、D均错2(2010广东理综)如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的()A周期是0.01 sB最大值是311 VC有效值是220 VD表达式为u220sin 100t V解析BC由交变电流的图象知，周期是0.02 s，A错误；最大值是311 V，B正确；有效值是220 V，C正确；瞬时值表达式为u311sin 100t V，D错误
