高中物理电磁感应选修3-2第10章第1讲交变电流 传感器.ppt

第10章交变电流传感器 2014高考导航 第1讲交变电流的产生和描述 本节目录 基础再现对点自测 知能演练轻巧夺冠 考点探究讲练互动 技法提炼思维升华 要点透析直击高考 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 变化的电流 2 正弦交流电 1 产生 在匀强磁场里 线圈绕 方向的轴匀速转动 2 中性面 定义 与磁场方向 的平面 周期性 垂直于磁场 垂直 特点 线圈位于中性面时 穿过线圈的磁通量 磁通量的变化率为 感应电动势为 线圈每经过中性面一次 电流的方向就改变一次 3 变化规律 线圈在中性面位置开始计时 电动势 e e 电压 u u 电流 i i 4 图象 如图 最大 零 零 Emsin t Umsin t Imsin t 最大值 相同 热量 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 热身体验 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 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 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 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 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 A t 0 005s时线框的磁通量变化率为零B t 0 01s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 311sin100 tV 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 005s时e最大 磁通量变化率最大 故A错 t 0 01s时e 0 最大 故B正确 周期T 0 02s f 50Hz 电流方向每秒改变100次 C错误 Em 311V 2 f 100 rad s 初相为0 故表达式为e 311sin100 tV D错误 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 2 对交变电流有效值的理解交变电流的有效值是根据电流的热效应 电流通过电阻生热 进行定义的 所以进行有效值计算时 要紧扣电流通过电阻生热 或热功率 进行计算 注意 三同 即 相同电阻 相同时间 内产生 相同热量 计算时 相同时间 要取周期的整数倍 一般取一个周期 即时应用2 2013 泉州模拟 如图所示 图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象 调整线圈转速后 所产生的正弦交流电的图象如图线b所示 以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是 思路点拨 确定感应电流的变化图象 应从三个方面分析 1 感应电流的方向 2 感应电流的大小 3 感应电流大小的变化趋势 从而排除错误选项 确定正确选项 答案 D 考点2交流电 四值 的计算如图所示 N 50匝的矩形线圈abcd ab边长l1 20cm ad边长l2 25cm 放在磁感应强度B 0 4T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n 3000r min的转速匀速转动 线圈电阻r 1 外电路电阻R 9 t 0时 线圈平面与磁感线平行 ab边正转出纸外 cd边转入纸里 1 在图中标出t 0时感应电流的方向 2 写出感应电动势的瞬时值表达式 3 线圈转一圈外力做多少功 4 从图示位置转过90 的过程中流过电阻R的电荷量是多少 答案 1 adcba 2 e 314cos100 tV 3 98 6J 4 0 1C 答案 C 易错辨析弄不清交流电 四值 的区别而造成错误 范例 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示 已知发电机线圈内阻为5 0 现外接一只电阻为95 0 的灯泡 如图乙所示 则 A 电压表V的示数为220VB 电路中的电流方向每秒钟改变50次C 灯泡实际消耗的功率为484WD 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24 2J错因剖析错解1 不能正确区分电源电动势和路端电压 易错选A 错解2 认为在一个周期内电流的方向改变1次 则会错选B 答案 D 真知灼见 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