第十一章第1单元交变电流的产生及描述.

1、考考 纲纲 下下 载载1.交变电流、交变电流的图像交变电流、交变电流的图像 ()2正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值 ()3理想变压器理想变压器 ()4远距离输电远距离输电 ()实验十二实验十二 ：传感器的简单使用：传感器的简单使用考考 情情 上上 线线高考高考地位地位高考对本部分知识的考查主要以选择题的形式出高考对本部分知识的考查主要以选择题的形式出现，但也出现过关于交变电流的计算题，试题的现，但也出现过关于交变电流的计算题，试题的难度一般在中等偏下，分值在难度一般在中等偏下，分值在610分左右分左右考点考点点击点击1.交变电流的产生、图像和有效

2、值问题交变电流的产生、图像和有效值问题2变压器、电压、功率、电流关系及远距离输电变压器、电压、功率、电流关系及远距离输电返回返回 思维启动思维启动设线圈从中性面起经时间设线圈从中性面起经时间t转过角度转过角度，则，则 t，此时两边，此时两边ab、cd速度方向与磁感速度方向与磁感线方向的夹角分别为线方向的夹角分别为t和和(180 t)，如图如图1111所示，它们产生的感应电动所示，它们产生的感应电动势同向相加，整个线圈中的感应电动势为：图势同向相加，整个线圈中的感应电动势为：图1111_。因为。因为v_，代入上，代入上式中得式中得e_。返回返回返回图图11122正弦交流电的产生和图像正弦交流电的

3、产生和图像(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀 速转动。速转动。(2)图像：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈图像：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈 从中性面位置时开始计时，其图像为正弦曲线。如图从中性面位置时开始计时，其图像为正弦曲线。如图 1112(a)所示。所示。返回返回4正弦式电流的变化规律正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时线圈在中性面位置开始计时)返回返回返回返回返回 应用升级应用升级1一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通

4、量随时间变化的图像如图转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图1113甲所示，则下列说法正确的是甲所示，则下列说法正确的是 ()图图1113返回At0时刻，线圈平面与中性面垂直时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻，时刻，的变化率最大的变化率最大Ct0.02 s时刻，交流电动势达到最大时刻，交流电动势达到最大D该线圈产生的交流电动势的图像如图乙所示该线圈产生的交流电动势的图像如图乙所示返回答案：答案：B返回 思维启动思维启动如图如图1114所示，间距为所示，间距为L的光的光滑平行金属导轨，水平地放置在滑平行金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为竖直方向的磁感应强度为B的匀强的匀

5、强磁场中，一端接阻值为磁场中，一端接阻值为R电阻。一电阻。一 图图1114个电阻是个电阻是R0，质量为，质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力的导体棒放置在导轨上，在外力F作用下从作用下从t0的时刻开始运动，其速度随时间的变化的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为规律为vvmaxsint。不计导轨电阻，则：。不计导轨电阻，则：返回返回返回返回返回返回返回3.几种典型的交变电流的有效值几种典型的交变电流的有效值返回返回应用升级应用升级2.小型交流发电机中，矩形金属小型交流发电机中，矩形金属 线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈在匀强磁场中匀速转动， 产生的感应电动势与时间呈正产生的感应电动势与时间呈正

6、 弦函数关系，如图弦函数关系，如图1115所所 示。此线圈与一个示。此线圈与一个R10 的的 图图1115 电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻。下列说电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻。下列说 法正确的是法正确的是 ()返回返回答案：答案：C返回返回知识检索知识检索 在应用交变电流的表达式时要注意在应用交变电流的表达式时要注意(1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表 达式才是正弦形式。达式才是正弦形式。(2)注意峰值公式注意峰值公式EmnBS中的中的S为有效面积。为有效面积。(3)交变电流瞬时值表达式书写的基本思路：交变电流瞬时值表

7、达式书写的基本思路：确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像或由公式确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像或由公式EmnBS求出相应峰值。求出相应峰值。明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。返回(4)在解决有关交变电流的图像问题时，应先把交变电流在解决有关交变电流的图像问题时，应先把交变电流的图像与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置的图像与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置的特征解题。的特征解题。返回典题例析典题例析例例1如图如图1116甲所示，一矩形线圈甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强放置在匀强磁场中，并绕过磁场中，并绕过ab、cd中点的轴

8、中点的轴OO以角速度以角速度逆时针匀逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角速转动。若以线圈平面与磁场夹角45时时(如图乙如图乙)为计为计时起点，并规定当电流自时起点，并规定当电流自a流向流向b时电流方向为正。则如图时电流方向为正。则如图1117所示的四幅图中正确的是所示的四幅图中正确的是 ()返回图图1116返回图图1117返回审题指导审题指导确定感应电流的变化图像，应从三个方面确定感应电流的变化图像，应从三个方面分析：分析：(1)感应电流的方向；感应电流的方向；(2)感应电流的大小；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，确感应电流大小的变化趋势，从而排除错误选项，确

9、定正确答案。定正确答案。返回返回答案答案D返回返回图图1119返回答案：答案：B返回返回返回典题例析典题例析例例2一个一个10 的电阻，它两端的电压的电阻，它两端的电压u随时间随时间t的变的变化规律如图化规律如图11110所示，则所示，则 ()返回返回答案答案D返回返回答案：答案：C返回知识检索知识检索交变电流交变电流“四值四值”的应用的应用物理量物理量应用情况及说明应用情况及说明瞬时值瞬时值计算线圈某时刻的受力情况计算线圈某时刻的受力情况最大值最大值当考虑某些电学元件当考虑某些电学元件(电容器、晶体管等电容器、晶体管等)的击穿电压时，指的是交变电压的最大值的击穿电压时，指的是交变电压的最大值

10、返回物理量物理量应用情况及说明应用情况及说明有效值有效值(1)通常所说的交变电流的电压、电流强度，通常所说的交变电流的电压、电流强度，交流电表的读数，保险丝的熔断电流值，电交流电表的读数，保险丝的熔断电流值，电器设备铭牌上所标的电压、电流值都是指交器设备铭牌上所标的电压、电流值都是指交变电流的有效值变电流的有效值(2)求解交变电流的电热问题时，必须用有效求解交变电流的电热问题时，必须用有效值来进行计算值来进行计算平均值平均值计算有关电量时只能用平均值计算有关电量时只能用平均值返回典题例析典题例析例例3一个电阻为一个电阻为r、边长为、边长为L的正方形的正方形线圈线圈abcd共共N匝，线圈在磁感应

11、强度为匝，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的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO以以如图如图11112所示的角速度所示的角速度匀速转动，匀速转动，外电路电阻为外电路电阻为R。 图图11112返回(1)说明此刻线圈感应电流的方向。说明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有多大？线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？(3)线圈平面与磁感线夹角为线圈平面与磁感线夹角为60时的感应电动势为多大？时的感应电动势为多大？(4)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一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？周，柴油机做多少功？

12、(5)从图示位置开始，线圈转过从图示位置开始，线圈转过60的过程中通过的过程中通过R的电量的电量 是多少？是多少？(6)图中电流表和电压表的示数各是多少？图中电流表和电压表的示数各是多少？返回思路点拨思路点拨线圈转动一周，柴油机做的功等于电路线圈转动一周，柴油机做的功等于电路一周期内产生的电热，而电流表、电压表的示数为一周期内产生的电热，而电流表、电压表的示数为电流和电压的有效值。电流和电压的有效值。返回返回返回返回返回1(2011天津高考天津高考)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图磁感线垂直的转轴匀速转动，如图11113甲所示，甲所

13、示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则产生的交变电动势的图像如图乙所示，则 ()图图11113返回At 0.005 s 时线框的磁通量变化率为零时线框的磁通量变化率为零Bt 0.01 s 时线框平面与中性面重合时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为线框产生的交变电动势有效值为 311 VD线框产生的交变电动势频率为线框产生的交变电动势频率为 100 Hz返回答案：答案：B返回2(2012中山质检中山质检)如图如图11114所示，图线所示，图线a是线圈在匀强磁场是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所的图像，当调整线圈转

14、速后，所产生正弦交流电的图像如图线产生正弦交流电的图像如图线b所所 图图11114示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是()返回返回答案：答案：A返回3(2012张家口模拟张家口模拟)矩形金属线圈共矩形金属线圈共10匝，绕垂直于匝，绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交变电动势生的交变电动势E随时间随时间t变化的情况如图变化的情况如图11115所示。下列说法中正确的是所示。下列说法中正确的是()图图11115返回返回答案：答案：D返回4.(双选双选)(2010广东高考广东高考)如图如图11116 是某种正弦式交变电压的波形图，是某种正弦式交变电压的波形图， 由图可确定该电压的由图可确定该电压的