1、内 容要求说明交变电流、交变电流的图象正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值理想变压器远距离输电实验：传感器的简单使用1本章在近年高考新课标地区中所占比例约6%，考查的内容主要有：(1)正弦式电流的四值问题，即峰值、有效值、瞬时值和平均值而正弦式电流的瞬时值的表达式又为图象问题考查的基础(2)理想变压器的输入、输出关系主要从输入电压和输出电压的关系，输入功率和输出功率的关系进行考查2考查的主要题型是选择题选择题的侧重点是基本概念的理解、规律的使用以及概念间的区别与联系考查难度小，容易得分考查热点是交变电流的表达式和图象以及理想变压器的应用对于远距离输电也要有足够的重视3 传 感 器 的 应 用
2、 与 生 产 和 生 活 紧 密 联系要注意联系生活实际分析处理问题本章内容实际上是电磁感应现象研究的继续及其规律的具体应用如交变电流的产生、变压器的原理，都和法拉第电磁感应定律及楞次定律有密切关系因此在复习本章时，既要注意本章知识所具有的新特点(如周期性、最大值和有效值等)，还要注意本章知识与电磁感应定律的联系另外，由于电力技术、电子技术是社会生产的重要支柱，所以本章知识与生产、生活联系紧密，复习时一定要注意理论与实际的结合交流电交流电传感器传感器图1011一、正弦式交变电流的产生和描述物理量1交变电流：大小 和 方向 均随时间作周期性变化的电流2产生原理：电磁感应(如图1011所示，线圈匀
3、速旋转时，ab、cd将切割磁感线产生周期性变化的交变电流)3两个位置：(1)中性面位置(通过的磁通量 最大、感应电动势为0、电流方向改变的位置)(2)垂直中性面位置(垂直切割磁感线、电流、感应电动势为 峰值 的位置)4四个值：(1)最大值：EmnBS(涉及 电容器 耐压时使用)0.7022237()sin()mmEEenEBSt有效值计算用电器的 时使用，此关系仅适用于正 余 弦式交流电 以中性面位置为计时起点，在确定线有效值：瞬时圈的 热功率 位置：时使用值()(10 1-2)(4)5Ent求一段时间内通过回路的 和穿过线圈的磁通量的 时使用旋转电枢式发电机、旋转磁极式发电机图象描述：从图象
4、可得出最大值、周期和各时刻的瞬时值；也能找出对应的线圈的位电量变化置如图平均值：产生设备：图1012二、交变电流的有效值定义：它是根据电流的热效应规定的，让交流和直流分别通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，则该直流的数值就是该交流的有效值说明：(1)只有正弦交变电流的电流、电压的有效值才是对应最大值的倍(2)通常所说的交变电流的电流、电压；交变电流表的读数；交变电流用电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指 有效 值 22描述交变电流的四值有何不同？物理量物理意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eEmsintiImsint计算线圈某时刻的电流情况
5、和感应电动势情况，该式是从中性面开始计时峰值最大的瞬时值EmnBS计算电容器的击穿电压物理量物理意义重要关系适用情况及说明有效值跟交变电流热效应等效的恒定电流值对正弦交流电E计算与热效应有关的物理量铭牌上额定电压或额定电流值，交流电表的读数保险丝的熔断电流平均值交变电流图象中图线和时间轴所围成的面积与时间的比值BLn计算通过电路横截面积的电荷量qt2mEEvEtI 图10131正弦式交变电流的产生与图象 例1：处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直在t0时刻，线圈平面与纸面重合(如图1013)，线圈的cd边离开纸面向外运动若规定由abcda
6、方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是()解析：图示位置线圈平面与磁感线平行，因为cd边离开纸面向外运动，cd边产生最大感应电动势，由右手定则cd上产生cd的感应电流，线圈中的电流为abcda(为正)，故选项C正确【答案】C方法点拨：线圈平面每次转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次(周期性改变一次)变式训练1：一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图1014所示，则下列说法中正确的是()At0时刻线圈平面与中性面垂直Bt0.01s时刻，的变化率达最大Ct0.0
7、2s时刻，交流电动势达到最大D该线圈产生的交流电频率为50Hz图1014B 图10152正弦式交变电流的最大值与有效值例2：如图1015所示，匀强磁场的磁感应强度B0.5T，边长L10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r1，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度为2rad/s，外电路电阻R4，求：(1)转动过程中感应电动势的最大值(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60时的瞬时感应电动势(3)由图示位置转过60角的过程中产生的平均感应电动势(4)交流电压表的示数(5)转动一周外力做的功 21100 0.5 0.12260cos603.14 0.53630/.141.5
8、72.6mmEnB SVeVVEVEntV 感应电动势的最大值，转过时的瞬时感应电动势：转过角过程中产生的平均感应电动势：解析：243.1445251.780.991()()2mEURVRrEWQTRJrV电压表示数为外电路电压的有效值：转动一周所做的功等于电流产生的热量 方法点拨：处理交流电问题时要注意交流瞬时值、平均值、有效值、最大值四值的区别联系瞬时值常对应于通有交变电流的导体所受的安培力、霓虹灯的点亮等瞬间问题；有效值常与交变电流通过导体产生的热量、电功、电功率，确定保险丝的熔断电流等对应；最大值常与电容器的耐压等问题对应0120062250UVfHzUV有一正弦交流电源，电压有效值，
9、频率为 向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能感到这种忽明忽暗变式训练：的现象？120 200120 2 sin100mUUVtUUtV由正弦交流电的最大值与有效值 的关系得：设 时交流电的瞬时电压 ，则交流电的瞬时表达式为：解析：114.Uttt如图所示，画出一个周期内交流电的 图象，其中阴影部分对应的时间 表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为0113600260 21/6040015001475UUVtsttstsTs当时，由上式得，再由对称性求得一个周期内能发光的时间：，再由比例关系求得
10、一小时内霓虹灯发光的时间为：很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间只有(1/300)s(如图t2时刻到t3时刻)，由于人的眼睛具有视觉暂留现象，暂留时间约(1/16)s，故无法感到明暗变化3非正弦式交变电流的有效值例3：通过某电阻的周期性交变电流的图象如图1016.求该交流电的有效值I.图1016112222211220.30.230.163 2TstsIAtsIAII RTI RtI RtAI该交流周期为，前 为恒定电流，后 为恒定电流，因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为，根据定义有：代入数据得：解析：方法点拨：若某一交流电与另一直流电在相同时间内
11、通过同一电阻产生相等的热量，则这一直流电的电压、电流的数值分别是该交流电的电压、电流的有效值10-1-7A505 5B5 2C10D1025031itfHzIAIAIAV图为一交变电流的 图线，下列说法正确的是交变电流的频率，最大值 交变电流的有效值 交变电流的平均值为 若此交变电流通过阻值为的电阻，则用电压表测得这个电阻两变端的电压为式训练：1225152222IAIA对于正弦交流电可直接应用最大值为有效值的倍这一规律，将此交变电流分为前后两部分正弦交流电，可直接得到这两部分正弦交流电的有效值，分别为：和，再利用有效值的定解析：义求解222125 100.010.010.020.010.015 10102225 10IATssI RI RI RUIRAV取一个周期 中的前和后计算产生的电热可列计算式：，解得：对于不同的时间段，交流电的平均值不同，求交流电的平均值应明确指出是哪一段时间的平均值
