（课堂新坐标）2016年高三物理一轮复习第十章 交变电流 传感器 教师用书第10章

（课堂新坐标）2016年高三物理一轮复习第十章 交变电流 传感器 教师用书第10章内容摘要：

1、必须掌握的概念、公式或规律 必须理解的 6 个关键点 必须明确的 5 重要概念瞬时值、峰值、有效值、平均值、理想变压器、“相同时间”要至少取一个周期的时间公式iI t，eE tE m ，I 1I2 损 I 从哪里开始计时的问题有效值；电表的读数也是有效值；计算电荷量时要用平均值 和 I 均为有效值规律正弦式交流电的变化规律理想变压器的基本规律 损 时，U 为输电线电阻输送电压出 2)决定输入1)，输入 定输出 节交变电流的产生和描述真题回放1(多选 )(2013山东高考 )图 1011甲是小型交流发电机的示意图，两磁极 N、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的 2、水平轴 逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图 1011乙所示以下判断正确的是()甲乙图 1011A电流表的示数为 10 圈转动的角速度为 50 s 时线圈平面与磁场方向平行Ds 时电阻 R 中电流的方向自右向左【解析】根据 i t 图象可知，电流最大值 0 A，有效值2I 10 A，A 选项正确；交变电流的周期 T210 2 s，角速度100 s，B 选项错误；从图示位置开始转动时，经 圈平面与磁场方向平行，C 选项正确；在 s 时，线圈经过一个周期，即在图示位置，根据右手定则，电阻 R 中的电流方向自左向右，因此 D 选项错误【答案】(2013福建高考) 3、如图 1012所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻 r，外接 R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 e10 0t(V)，则()2图 1012A该交变电流的频率为 10 电动势的有效值为 10 接电阻 R 所消耗的电功率为 10 路中理想交流电流表的示数为 【解析】因 e10 0t(V)，故 10 s，f 5 22项 A 错误；E m10 V，故其有效值 E 10 V，选项 流电表的示数及功率的计算均要用有效值，因此电路中表的示数 I ，选项 D 正确；外接电阻 R 所消耗功率为 2R9 W9 W，选项 C 错误【答案】多选 )(2012广东高考 )某小型发电机产 4、生的交变电动势为e50100t(V)对此电动势，下列表述正确的有()A最大值是 50 V B频率是 100 2效值是 25 V s【解析】交变电动势 eE t或 eE t，其中 为角速度，有效值 E ，周期 T ，频率f .由 e5000 t(V)知，E m50 V，1 V 25 V，T ss，f 0 502 2 2 2100 1T 以选项 C、D 正确【答案】向分析)交变电流、交变电流的图象( ) (2)正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值()1)交变电流产生过程的理解(2)对“ 四值 ”的理解应用)来源于教材中正弦交变电流的产生过程，通过变换角度考查(2)来源于实际生活中的物理现象，考查 5、有效值、圈在中性面位置开始计时)规律物理量函数 图象磁通量 teE tuU t iI t )线圈平面与中性面重合时，SB， 最大，0，e0，i0，电流方向将发生改变t(2)线圈平面与中性面垂直时，SB，0 ， 最大，e 最大，大，电流方向不改变3交变电流瞬时值表达式书写的基本思路(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或公式 Em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 iI t.线圈从垂直中性面位置开始转动，则 it 图象为余弦函数图象，函数式为 iI t.【例 1】如图 1013(a)所示，一矩形线圈 置在 6、匀强磁场中，并绕过 ab、点的轴 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 1013(b)为计时起点，并规定当电流自 a 流向 b 时电流方向为正则选项图中正确的是()(a)(b)图 1013【思维模板】问 1：该题的关键条件有哪些。 提示：(1) 线圈逆时针转动(2)以图 b 时刻为计时起点(3)a b 的电流方向为正问 2：t0 时刻后短时间内电流是变大，还是变小。 提示：变小【解析】方法一：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生的电流按正弦规律变化，由于 t0 时，线圈的转动方向如图 b，由右手定则判断可得，此时 电流方向为由 a到 d，线圈中电流方向为 a 7、dcba，与规定的电流正方向相反，电流为负值又因为此时 ad、边的切割速度方向与磁场方向成45夹角，由 E2 ，可得 E2 此时的电动势22 22为最大值的 倍，22电流当然也是最大值的 倍，由图 b 还能观察到，线圈在接下22来 45的转动过程中，ad、边的切割速度越来越小，所以感应电动势应减小，感应电流应减小，故 D 正确， A、B、C 错误方法二：还可以用排除法解题因计时起点时刻对应 45，即 t0 时，线圈中感应电流不为零，也不是最大，故 A、B 错误；当线圈再转过 45时，线圈处于中性面位置，即此时感应电流为零，故 D 正确、C 错误【答案】如图 1014甲所示，矩形线圈 匀强磁场中 8、逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图 1014乙所示，设沿 向为电流正方向，则下列说法正确的是()甲乙图 1014A乙图中 间段对应甲图中 A 至 B 图的过程B乙图中 c 时刻对应甲图中的 C 图C若乙图中 d 等于 s，则 1 s 内电流的方向改变 50 次D若乙图中 b 等于 s，则交流电的频率为 50 析】由交变电流的产生原理可知，甲图中的 A、C 两图中线圈所在的平面为中性面，线圈在中性面时电流为零，再经过 个周14期电流达到最大值，再由楞次定律判断出电流的方向，因此图甲中，A 至 B 图的过程中电流为正且从零逐渐增大到最大值，A 对；甲图中的 C 图对应的电流为零，B 错；每经 9、过中性面一次线圈中的电流方向将要改变一次，一个周期内电流方向要改变两次，所以在乙图中对应 等于交变电流的一个周期，若已知 d 等于 s，则频率为 50 s 内电流的方向改变 100 次，C 错；而 D 选项频率应该是25 错【答案】交变电流“四值”的应用交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量 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eE t iI 大的瞬时值Emr 讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E 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U (只适用于正弦式交般是指有效值(3)保险丝 10、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平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值v 2】(多选) 如图 1015所示，有一矩形线圈，面积为 S，匝数为 N，内阻为 r，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴 角速度 匀速转动，从图示位置转过 90的过程中，下列说法正确的是( ) 图 1015A通过电阻 R 的电荷量 Q rB通过电阻 R 的电荷量 Q力做功的平均功率 P rD从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为et【解析】从图示位置转过 90的过程中，磁通量的变化量通过电阻 R 的电荷量 Q t tN ，故r R r 错误、B 正确；矩形线圈绕垂直磁感线的 11、对称轴 角速度 匀速转动，产生的感应电动势最大值为 应电流有效值为 I ，外力做功的平均功率为 PI 2(Rr) r，选项 C 正确； r从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为et )，选项 D 错误2【答案】一个单匝矩形线框的面积为 S，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为 n 转/秒，则()A线框交变电动势的最大值为 框交变电动势的有效值为 开始转动经过 周期，线框中的平均感应电动势为 2应电动势瞬时值为 e 析】线框交变电动势的最大值为 生的感应电动势瞬时值为 e2 、D 错；该线框交变电动势的有效值为 E 对；线框中的平均感应电动势 E 4C 错t【答案】2求交变电流有效值的方法1公式法利用 E ，U ，I 计算，只适用于正余弦式交流电用有效值的定义计算(非正弦式交流电)在计算有效值“相同时间”至少取一个周期或周期的整数倍3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4几种典型的交变电流及其有效值名称 电流(电压) 图象 有效值正弦式交变电流I。