1、第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 第十章|交变电流 传感器 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 实验十一：传感器的简单使用远距离输电理想变压器正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值(1)交变电流知识与其他专题知识有很多的结合点，如电路结构分析，电功、电功率的计算；(2)变压器的电流、电压和功率的关系，与交流发电机相结合的动态分析问题应引起足够重视；(3)远距离输电问题是交变电流与生产、生活实际联系密切的知识点，复习中注意联系实际，会在实际问题中计算电压损失和功率损失(1)对交变电流的变化规律，如交变电流瞬时值
2、表达式、交变电流图象的考查；(2)对交变电流瞬时值、峰值、有效值、平均值的理解和计算；(3)对变压器的原理、远距离输电的考查；(4)对含有变压器的动态分析问题的考查交变电流、交变电流的图象复习策略命题规律要求考点内容第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 第1讲 交变电流的产生和描述 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点一 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 正弦式交变电流的产生及变化规律 1交变电流的产生：在匀强磁场里，线圈绕于磁场方向的轴匀速转动2两个特殊位置的特点(1)线圈平面与中
3、性面时，SB，最大，t 0，e0，i0，电流方向将发生改变(2)线圈平面与中性面时，SB，0，t 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变垂直重合垂直第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点一 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 3电流方向的改变：线圈通过时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次4交变电动势的最大值：Em，与转轴位置无关，与线圈形状无关中性面nBS第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点一 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练
4、 提升能力 正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)电流电压电动势磁通量图象函数表达式规律物理量 mcos tBScos teEmsin tnBSsin tuUmsin tREmRrsin tiImsin t EmRrsin t第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 1.(多选)一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势e 随时间 t 的变化规律如图所示下列说法中正确的有()At1 时刻线圈位于中性面Bt2 时刻通过线圈的磁通量最大Ct3 时刻磁通量的变化率为零D一个周期内交变电流的方向改变一次 解析 AC 试题 t1、t
5、3 时刻感应电动势为零，线圈通过中性面，磁通量最大但变化率为零，故 A、C 正确；t2 时刻，感应电动势为最大值，通过线圈的磁通量为零，故B 错误；一个周期内交变电流的方向改变两次，故D 错误考点一 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导 t 时刻整个线圈中的感应电动势 e1 的表达式；2.图甲是交流发电机模型示意图在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一矩形线圈 abcd 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴 OO转动，由线圈引出的导线 ae 和 df 分别与
6、两个跟线圈一起绕 OO转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻 R 形成闭合电路图乙是线圈的主视图，导线 ab 和 cd 分别用它们的横截面来表示已知 ab 长度为 L1，bc 长度为 L2，线圈以恒定角速度 逆时针转动(只考虑单匝线圈)解析 见解析 试题 (1)矩形线圈 abcd 在磁场中转动时，ab、cd 切割磁感线，且转动的半径为rL22，转动时 ab、cd 的线速度vrL22，且与磁场方向的夹角为 t，所以，整个线圈中的感应电动势 e12BL1vsin tBL1L2sin t.考点一 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO
7、.2 题组训练 提升能力 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三(2)线圈平面处于与中性面成 0 夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出 t 时刻整个线圈中的感应电动势 e2 的表达式2.图甲是交流发电机模型示意图在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一矩形线圈 abcd 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴 OO转动，由线圈引出的导线 ae 和 df 分别与两个跟线圈一起绕 OO转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻 R 形成闭合电路图乙是线圈的主视图，导线 ab 和 cd 分别用它们的横截面来
8、表示已知 ab 长度为 L1，bc 长度为 L2，线圈以恒定角速度 逆时针转动(只考虑单匝线圈)解析 试题 (2)当 t0 时，线圈平面与中性面的夹角为 0，则 t 时刻时，线圈平面与中性面的夹角为 t0故此时感应电动势的瞬时值e22BL1vsin(t0)BL1L2sin(t0)考点一 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 e2BL1L2sin(t0)第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 交变电流有效值的计算 考点二 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 1正弦式交变电流的有效值I，U，E.2非正弦式交变电流有
9、效值的求解需根据电流的进行计算Im2Um2Em2热效应第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 1.通过一阻值 R100 的电阻的交变电流如图所示，其周期为 1 s电阻两端电压的有效值为()A12 V B4 10 VC15 V D8 5 VB 解析 试题 电流产生的热量与其方向无关，在一个周期内电流根据大小可分为两段，I10.1 A 的时长 t10.8 s，I20.2 A 的时长 t20.2 s根据有效值的定义有 I21Rt1I22Rt2U2R T，其中 T1 s，解得 U4 10V，B 正确考点二 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力
10、 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 2(多选)如图所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示若图甲、乙中的 U0、T 所表示的电压、周期是相等的，则以下说法正确的是()A第一次灯泡两端的电压的有效值是 22 U0B第二次灯泡两端的电压的有效值是32U0C第一次和第二次灯泡的电功率之比是 29D第一次和第二次灯泡的电功率之比是 15AD 解析 试题 第一次所加正弦交变电压的有效值为 U1 U02 22U0，A 项正确；设第二次所加交变电压的有效值为 U2，则根据
11、有效值的定义有U22R T2U02RT2U20R T2，解得 U2 102 U0，B 项错；根据电功率的定义式 PU2R 可知，P1P215，C 项错，D项正确考点二 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 3如图所示为一个经双可控硅调节后加在电灯上的电压，正弦式交变电流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()AUm BUm2 C.Um3DUm2D 解析 试题 设电灯的阻值为 R，正弦式交变电压的有效值与峰值的关系是UUm2，由于一个周期内半个周期有交变电压，
12、一个周期内交变电流产生的热量为 QUm22RT2U2m2RT2，设交变电压的有效值为U，由电流热效应得 QU2m2RT2U2R T，所以该交变电压的有效值UUm2，D 正确考点二 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 反思提升 考点二 计算有效值的两点技巧(1)利用有效值的定义计算(非正弦式交变电流)在计算有效值“相同时间”至少取一个周期或周期的整数倍(2)利用能量关系当有电能和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第1
13、讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 交变电流的“四值”问题 考点三 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 1周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成(线圈转一周)所需的时间，公式 T2.(2)频率(f)：交变电流在 1 s 内完成周期性变化的单位是赫兹(Hz)(3)周期和频率的关系：T或 f.一次周期性变化次数1f1T第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点三 2交变电流的瞬时值、峰值、有效值(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)
14、有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫作交变电流的有效值NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点三 讨论电容器的击穿电压最大的瞬时值峰值计算线圈某时刻的受力情况交变电流某一时刻的值瞬时值适用情况及说明重要关系物理含义物理量1交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较eEmsin t iImsin tEmnBSIm EmRrNO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点三 计算通过电路截面的
15、电荷量某段时间内感应电动势或电流的平均值大小平均值(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是指有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值(4)交流电压表和电流表的读数为有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值有效值适用情况及说明重要关系物理含义物理量EEm2UUm2IIm2(只适用于正弦式交变电流)E BL vE ntI ERrNO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 考点三 2.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路(1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已
16、知图象读出或由公式 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如：线圈从中性面位置开始转动，则 it 图象为正弦函数图象，函数式为 iImsin t；线圈从垂直中性面位置开始转动，则 i-t 图象为余弦函数图象，函数式为 iImcos t.NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 1(2015高考四川卷)小型手摇发电机线圈共 N 匝，每匝可简化为矩形线圈 abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴 OO，线圈绕 OO匀速转动，如图所示矩形线圈 ab 边和 c
17、d 边产生的感应电动势的最大值都为 e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()A峰值是 e0 B峰值是 2e0C有效值是 22 Ne0D有效值是 2Ne0D 解析 试题 每匝线圈产生的感应电动势最大值是 2e0，共有N 匝，发电机产生的感应电动势最大值是 2Ne0，有效值为 2Ne0，D 正确考点三 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 2.(2016晋城高三质检)如图所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻 r1.0，外接 R9.0 的电阻闭合开关 S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势
18、 e102sin 10t(V)，则()A该交变电流的频率为 10 HzB该电动势的有效值为 10 2 VC外接电阻 R 所消耗的电功率为 10 WD电路中理想交流电流表 的示数为 1.0 AD 解析 试题 由交变电流的表达式可知 10 rad/s，Em10 2 V，得 f 25 Hz，E10 V，A、B 错误I ERr1.0 A，PRI2R9.0 W，C 错误，D 正确考点三 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 3.如图所示，N50 匝的矩形线圈 abcd，ab 边长 l120 cm，ad 边
19、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n3 000 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,求：(1)t0 时感应电流的方向(2)感应电动势的瞬时值表达式(1)感应电流的方向沿adcba(2)e314cos 100t V 解析 试题 (1)根据右手定则，线圈感 应 电 流 的 方 向 为adcba.(2)线 圈 的 角 速 度 100 rad/s图示位置的感应电动势最大，其大小为 EmNBl1l2代入数据得 Em314 V感应电动势的
20、瞬时值表达式e Emcos t 314cos 100t V.考点三 NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 解析 试题 (3)电动势的有效值 EEm2线圈匀速转动的周期 T2 0.02 s线圈匀速转动一圈，外力做 功 大 小 等 于 电 功 的 大小，即 WI2(Rr)TE2RrT，代入数据得 W98.6 J.考点三 3.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
21、线的 OO轴以 n3 000 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,求：(3)线圈转一圈外力做的功 98.6 J NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 解析 试题 (4)从 t0 起转过 90过程中，t 内流过 R 的电荷量q NRrttNBSRr NBl1l2Rr代入数据得 q0.1 C.考点三 3.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 n3 000 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,求：(4)从图示位置转过 90的过程中流过电阻 R 的电荷量.0.1 C NO.1 梳理主干 填准记牢 NO.2 题组训练 提升能力 第1讲 交变电流的产生和描述考点一 知能提升演练 上页 下页 考点二 考点三 知能提升演练 本课内容结束
