1、第10章 交变电流 传感器第10章 交变电流 传感器栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器第1节 交变电流的产生和描述栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器基 础 梳 理 自 学 导 引一、交变电流的产生和变化规律1.交变电流:_和方向都随时间做_变化的电流.2.正弦式交变电流(1)定义:按_变化的交变电流.大小周期性正弦规律栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器(2)产生:如图1011所示,将闭合线圈置于_磁场中,
2、并绕_方向的轴做匀速转动.匀强垂直于磁感线图1011栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器3.变化规律(线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势e随时间变化的规律:e_.(2)电压u随时间变化的规律:u_.EmsintUmsint栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器(3)电流i随时间变化的规律:i_.其中等于线圈转动的_,设线圈长为l1宽为l2,则Em_.(4)正弦交变电流的图像(如图1012所示).Imsint角速度nBl1l2nBl1l2栏目导引基础梳理自学导引要点透析直
3、击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器图1012栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器思考感悟1.由正弦交变电流的图像可得到哪些信息？提示:从图中我们可以找出正弦交变电流的最大值Im、周期T,也可以根据线圈在中性面时感应电动势e为零、感应电流i为零、线圈中的磁通量最大的特点找出线圈旋转到中性面的时刻.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器二、表征交变电流的物理量1.瞬时值:交变电流某一时刻的值.2.最大值:Em_,出现在线圈平面和磁感线平行时.瞬时值
4、和最大值关系:Eme(t)Em.3.有效值:它是根据电流的热效应来规定的,即让交变电流和直流电通过相同的电阻,nBS栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器如果在相同时间内产生的_相等,就把这一直流的数值叫做该交变电流的有效值.正弦交变电流的有效值和最大值的关系为:E_U_I_热量栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器通常所说的交变电流、电压的数值,各种交变电流设备所标的额定电压和额定电流的数值,一般交变电流表测量的数值,都是指有效值(除非有特殊说明).4.交变电流的周期和频率
5、(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.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器(2)频率f:交变电流在_s内完成周期性变化的次数.1栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器思考感悟2.交变电流在一个周期内,电流方向改变几次？在哪个位置发生改变？提示:2次 中性面栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器要 点 透 析 直 击 高 考一、交变电流产生与描述的两个要点1.交变电流的产生与描述正弦式交流
6、电产生的方法将一个平面线圈置于匀强磁场中,并使它绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动规律的数学表达式eEmsint(其中EmnBS,t0时,线圈在中性面的位置)栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器规律的图像描述正弦交变电流的图像是正弦曲线栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器规律与情境的对应线圈平面位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为0,感应电动势为0线圈平面与中性面垂直时,穿过线圈的磁通量为0,磁通量的变化率最大,感应电动势最大线圈转动一周,两次经过中性面,线圈
7、每经过一次中性面,电流的方向就改变一次栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器2.书写交变电流瞬时值表达式的基本思路(1)确定正弦交变电流的峰值,根据已知图像读出或由公式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.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器如:线圈从中性面位置开始转动,则it图像为正弦函数图像,函数式为iImsint.线圈从垂直中性面的位置开始转动,则it图像为余弦函数图像,函数式为iImcost.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考
8、知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器即时应用1.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图像如图1013所示,由图中信息可以判断()图1013栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器解析:选CD.根据图像,首先判断出感应电流的数学表达式为iImsint,其中Im是感应电流的最大值,是线圈旋转的角速度,而且线圈是从中性面开始旋转.由O到D完成一次周期性变化,相应线圈旋转一周.线圈每旋转一周有两次经过中
9、性面,经过中性面的位置时电流改变方向.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器如果从O到D时刻历时0.02 s,恰好为一个周期,所以1 s内线圈运动50个周期,100次经过中性面,交变电流的方向改变100次.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器二、交变电流四值的理解1.交变电流的“四值”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eEmsintiImsin
10、t计算线圈某时刻的受力情况栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器物理量物理含义重要关系适用情况及说明峰值 最大的瞬时值讨论电容器的击穿电压栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器物理量物理含义重要关系适用情况及说明有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值对正(余)弦交变电流有:(1)计算与电流的热效应有关的量(如功、功率、热量等)(2)电气设备“铭牌”所标的一般是有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章
11、 交变电流 传感器物理量物理含义重要关系适用情况及说明平均值交变电流图像中图线与时间轴所夹的面积与时间的比计算通过电路截面的电荷量栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器2.对交变电流的有效值的理解(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应进行定义的,所以进行有效值计算时,要紧扣电流通过电阻产生的热量进行计算.注意“三同”:“相同电阻”上、“相同时间”内、产生“相同热量”.计算时,“相同时间”一般取一个周期的时间.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器(2)在交流电路中,电压表、
12、电流表、功率表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值.在没有具体说明的情况下,所给出的交变电流的电压、电流及电功率指的都是有效值.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器即时应用2.(2012广东高三六校联考)矩形金属线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图1014所示.此线圈与一个R10 的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻,下列说法正确的是()栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器图1014栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高
13、考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器题 型 探 究 讲 练 互 动例例11题型 1交变电流有效值的计算一交变电流随时间的变化图线如图1015所示,其中正方向的部分为正弦曲线的一部分,则此交变电流的有效值为多少？栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器【思路点拨】解此题的关键是思考以下三点:(1)每周期的前半周为正弦,应如
14、何求出有效值？图1015栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器(2)每周期的后半周为直流电,则有效值为多少？(3)整体一个周期内的有效值根据电流的热效应如何求解？栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器【答案】5.0 A栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器变式训练如图1016所示为一个经双可控硅调节后加在电灯上的电压,正
15、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()图1016栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器例例22题型 2正弦交流电图像的应用电阻R1、R2和交流电源按照图1017甲所示方式连接,R110,R220.合上开关S后,通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图1017乙所示,则()栏目导引基础梳
16、理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器A.通过R1的电流的有效值是1.2 AB.R1两端的电压有效值是6 V图1017栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器【答案】B栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器【方法引导】根据图像可以确定的量:(1)电流最大值;(2)周期T和频率f;(3)不同时刻交流电的瞬时值;(4)线圈处于中性面和电流最
17、大值对应的时刻;(5)任意时刻线圈的位置和磁场的夹角.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器互动探究根据上例it图像写出电流随时间的瞬时关系.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器例例33题型 3交变电流“四值”的应用(满分样板 16分)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1018所示的角速度匀速转动,外电路电阻为R.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变
18、电流 传感器图1018栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器(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？栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器(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？栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲
19、练互动第10章 交变电流 传感器【思路点拨】解此题关键有两点:(1)根据磁场分布和转动初始位置确定瞬时值表达式.(2)各仪表的示数为有效值,电功、电热的计算用有效值,电量的计算用平均值.栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器解题样板规范步骤,该得的分一分不丢！(1)由右手定则可判定电流的方向沿dcba.(2分)(2)EmNBSNBL2.(2分)(3)线圈平面与B成60角时的瞬时感应电动势栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化
20、闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器【名师归纳】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、栏目导引基础梳理自学导引要点透析直击高考知能演练强化闯关题型探究讲练互动第10章 交变电流 传感器电热相关问题时,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.
