第10章 交变电流 传感器
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考纲展示
热点视角
1.交变电流的四值计算以及变压器的原理
1.交变电流、交变电流 的图象Ⅰ 2.正弦交变电流的函数 表达式、峰值和有效值 Ⅰ 3.理想变压器Ⅰ 4.远距离输电Ⅰ 实验十一：传感器的简 单使用
和应用，特别是交流电的图象是高考考查 的热点． 2.将本章知识与电磁感应等结合的力、电 综合题可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． 3.传感器的一些简单应用和一些敏感元件 的基本原理，在高考中出现的可能性有所 增加．本章知识与生产、生活联系紧密， 理论联系实际的题目出现的可能性较大，
B．交变电压的有效值为 2U
C．交变电流的有效值为 I
D．交变电压的最大值一定为 2U
目录
热身体验答案与解析 1－1.解析：选A.只有A图中电流方向不变，是直流电， 故A对；其他都是交变电流． 1－2.解析：选D.t1时刻线圈通过中性面，磁通量最大，A 错；t2时刻磁通量为零，B错；t3时刻电动势为零，磁通 量变化率为零，C错；e在通过中性面时改变方向，此时 磁通量最大，故D正确．
目录热效应等 效的恒定电 流值
交变电流图 平 象中图线与 均 时间轴所夹 值 的面积与时
A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C．电流方向每秒改变100次 D．该交流电的瞬时表达式为e＝311sin100πt V
目录
解析：选B.线框中感应电动势与磁通量的变化率成正比, 而t＝0.005 s时e最大，磁通量变化率最大，故A错；t＝ 0.01 s时e＝0，Φ最大，故B正确；周期T＝0.02 s，f＝50 Hz，电流方向每秒改变100次，C错误；Em＝311 V，ω ＝ 2πf ＝ 100π rad/s ， 初 相 为 0 ， 故 表 达 式 为 e ＝ 311sin100πt V，D错误．
如涉及民生的远距离输电问题.
第1讲 交变电流的产生和描述
本节目录
基
要
考
技
知
础
点
点
法
能
再
透
探
提
演
现
析
究
炼
练
对
直
讲
思
轻
点
击
练
维
巧
自
高
互
升
夺
测
考
动
华
冠
基础再现对点自测
知识清单 一、交变电流的产生和变化规律 1．交变电流：大小和方向都随时间做_周__期__性__变化的电流． 2．正弦交流电 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕__垂__直__于__磁__场___方向的轴匀 速转动． (2)中性面： ①定义：与磁场方向__垂__直__的平面．
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2－1.解析：选
C.最大值
Em＝50
V，有效值为
E＝Em＝25 2
2
V，频率为 50 Hz，周期为 T＝1f ＝0.02 s，所以 C 正确． 2－2.解析：选 B.根据有效值的定义得：UR′2t＝2Q＝2RU2t，
U′＝ 2U.同理可得：I′＝ 2I，故 A、C 错 B 对；此交
变电流不一定是正弦交流电，故最大值不一定是有效值的
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目录
目录
特别提示：通常所说交变电流、电压的数值，各种交流 电器设备所标的额定电压和额定电流的数值，一般交流 电表测量的数值，都是指有效值(除非有特殊说明)．
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热身体验 1－1.下图中不．表示交变电流的是( )
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1－2.一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,线圈中的感应电动势e随时间t的变化图象如图所示, 下列说法中正确的是( )
()
A．最大值是 50 2 V
B．频率是 100 Hz
C．有效值是 25 2 V
D．周期是 0.01 s
2－2.有一个纯电阻用电器，当给它加上一恒定电压 U 时，
通过的电流为 I，在 t 时间内产生的热量为 Q.当给它加上一
交变电压，在 t 时间内产生的热量为 2Q，则下列判断正确
的是( )
A．交变电压的有效值为 2U
图象
目录
2.两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ 最大，ΔΔΦt ＝0，e ＝0，i＝0，电流方向将发生改变． (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，ΔΔΦt 最大，e 最大，i 最大，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)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象或由公式 Em ＝nBSω 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． ①若线圈从中性面位置开始转动，则 i－t 图象为正弦函数 图象，函数式为 i＝Imsinωt. ②若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 i＝Imcosωt.
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二、对交变电流“四值”的比较和理解 1．交变电流的瞬时值、峰值、有效值、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 e＝Emsinωt i 一时刻的值 ＝Imsinωt
计算线圈某时刻的 受力情况
峰值
最大的瞬时 Em＝nBSωIm 讨论电容器的击穿
值
＝Em/(R＋r) 电压
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零 B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
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2－1.(2012·高考广东卷改编)某小型发电机产生的交变电动
势为 e＝50sin100πt(V)．对此电动势，下列表述正确的有
2倍，D 错．
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要点透析直击高考
一、正弦式电流的变化规律 1．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
函数
图象
磁通量
Φ＝Φmcosωt ＝BScosωt
电动势 e＝Emsinωt＝ nBSωsinωt
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电压
函数
u＝Umsinωt＝ RR＋Emrsinωt
电流
i＝Imsinωt＝ RE＋mrsinωt
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特别提醒：1只要平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的 轴匀速转动，就产生正弦式交流电，其变化规律与线圈的 形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关. 2因 e∝ΔΔΦt ，故 Φ－t 图象与 e－t 图象是互余的.
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即时应用1 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂 直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图 象如图乙所示，则( )