《金太阳考案》一轮复习第10单元-交变电流-传感器省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

ppt第10单

元主编ppt第1单

元主编物理13·KA·物理-XKB-R-QG1/177

第1讲交变电流产生和描述

知识建构模块建构技能建构2/177【考纲要求】【考情总结】【备考提议】模块建构知识建构技能建构3/1771.交变电流.交变电流

图象Ⅰ2.正弦交变电流函数

表示式、峰值和有效值

Ⅰ3.理想变压器Ⅰ4.远距离输电Ⅰ5.试验:传感器使用1.从考查力度来看,本

单元是每年高考必考

内容,考查重点是交

变电流产生和改变规

律、变压器、远距离输

电等.2.从考查内容来看,本单元每个考点在近几年高考中均被考查到,题目标难度不大,但学生易犯错.3.从题型上看,以选择题

为主,考查各知识点

综合应用.1.复习本单元时,要重视

以下考点:①交变电流产生及改变规律.②交变电流瞬时值、峰值、有效值计算.③变压器相关规律,以及变压器与远距离输电综合问题2.题型重视选择题,同时也不能忽略计算题.3.传感器常在试验中被

考查到,要掌握传感器

工作原理和使用方法.模块建构知识建构技能建构4/177

一、交变电流产生和改变规律模块建构知识建构技能建构5/1771.交变电流:大小和方向都随时间做①周期性改变电流.如图(a)、

(b)、(c)、(d)所表示都属于交变电流.其中按②正弦规律改变交变电

流叫正弦式交变电流.如图(a)所表示.模块建构知识建构技能建构6/177(1)两个特殊位置线圈平面与中性面重合时,磁感线与线圈平面垂直,磁通量Φ③最大,

但磁通量改变率

=④0,感应电动势为⑤零,感应电流为零,电流方向在此位置前后发生改变.线圈平面与中性面垂直时,磁感线与线圈平面平行,磁通量Φ为⑥零,

但磁通量改变率⑦最大,感应电动势⑧最大,感应电流⑨最大,电流

方向⑩不变.2.正弦式交变电流改变规律模块建构知识建构技能建构7/177(2)改变规律若从线圈转到

中性面时开始计时,则感应电动势与感应电流表

达式分别为:e=Emsinωt,i=Imsinωt.若从线圈转到

与中性面垂直位置开始计时,则感应电动势与感应

电流表示式分别为:e=Emcosωt,i=Imcosωt.二、描述交变电流物理量模块建构知识建构技能建构8/1771.周期、频率、角速度交变电流周期、频率、角速度都是表征交变电流

改变快慢

物理量.(1)周期T:交变电流完成一次周期性改变所需时间.(2)频率f:交变电流在1s内完成周期性改变次数.(3)三者关系:T=

,ω=

=2πf.我国工农业生产和生活用交变电流周期为

0.02s,频率为

50

Hz.模块建构知识建构技能建构9/177物理量物理意义主要关系选取情况及说明瞬时值交变电流某一时

刻值e=Emsin

ωti=Imsinωt计算线圈某时刻

受力情况峰值最大瞬时值Em=nBSωEm=nΦm

ωIm=

讨论电容器、二

极管击穿电压2.交变电流“四值”模块建构知识建构技能建构模块建构知识建构技能建构10/177有效值跟交变电流热

效应等效恒定

电流值对正弦式电流Em=

EUm=

UIm=

I1.计算与电流

热效应相关量

(如功、功率、热

量等)2.电气设备“铭

牌”上所标一

般为有效值3.电表示数为

有效值4.保险丝熔断

电流为有效值模块建构知识建构技能建构11/177平均值交变电流图象中

图线与时间轴所

夹面积与时间

比值

=BL

=n

=

计算经过电路截

面电荷量q= Δt= 模块建构知识建构技能建构12/177(2)若图象部分是正弦交变电流,其中

T和

T部分有效值可直接应用I=

,U=

关系.注意:(1)由感应电动势最大值公式Em=nBSω得,Em仅由n、B、

S、ω四个物理量所决定,与轴详细位置和线圈形状都无关.模块建构知识建构技能建构13/1771.(山东泰安模拟)一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感

线轴匀速转动,穿过线圈磁通量随时间改变图象如图甲所表示,

则以下说法正确是

(

)A.t=0时刻,线圈平面与中性面垂直B.t=0.01s时刻,Φ改变率最大C.t=0.02s时刻,交流电动势到达最大值D.该线圈对应产生交流电动势图象如图乙所表示模块建构知识建构技能建构14/177【解析】由Φ-t图知,t=0时,Φ最大,即线圈处于中性面位置,此时e=

0,故A、D两项错误;由图知T=0.04s,在t=0.01s时,Φ=0,

最大,e最大,则B项正确;在t=0.02s时,Φ最大,

=0,e=0,则C项错误.【答案】B模块建构知识建构技能建构15/1772.(北京海淀区模拟)先后用不一样交流电源给同一盏灯泡供

电.第一次灯泡两端电压随时间按正弦规律改变(如图甲所表示);第

二次灯泡两端电压改变规律如图乙所表示.若甲、乙图中U0、T所

表示电压、周期是相同,则以下说法正确是

(

)A.第一次灯泡两端电压有效值是

B.第二次灯泡两端电压有效值是

C.第一、第二次灯泡电功率之比是2∶9模块建构知识建构技能建构16/177D.第一、第二次灯泡电功率之比是1∶5【解析】甲电源有效值U=

U0,A错;乙电源:

·T=

·

+

·

,U'=

U0,B错;P=

,则两次功率之比

= =

=

.即只有D正确.【答案】D模块建构知识建构技能建构17/1773.(浙江湖州模拟)在如图甲所表示电路中,电阻R阻值为50

Ω,若在a、b间加上如图乙所表示交流电压,则以下说法错误是

(

)A.交流电压有效值为100VB.电流表示数为2A模块建构知识建构技能建构18/177C.产生该交变电流线圈在磁场中转动角速度为3.14rad/sD.假如产生该交变电流线圈转速提升一倍,则电流表示数也

增大一倍【解析】交变电压有效值U=

=100V,电流表示数为有效值,则I=

=2A,选项A、B正确.ω=

=314rad/s,C错误.I=

=

,故I∝ω,D正确.【答案】C模块建构知识建构技能建构19/1774.(辽宁本溪模拟)如图所表示,单匝闭合线框在匀强磁场中,绕

垂直于磁场方向轴OO'匀速转动,在转动过程中,穿过线框最大

磁通量为Φm,线框中最大感应电动势为Em,以下说法中正确是

(

)A.在穿过线框磁通量为

时刻,线框中感应电动势为

B.在穿过线框磁通量为

时刻,线框中感应电动势为

C.线框每转动一周,线框中感应电流方向改变一次D.线框转动角速度为

【解析】闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向轴匀速转

动,若从中性面开始计时,穿过线框磁通量Φ按余弦规律改变,线模块建构知识建构技能建构20/177框中产生感应电动势按正弦规律改变,在穿过线框磁通量为

时刻,线框中感应电动势大于

,A错误;在穿过线框磁通量为

时刻,线框感应电动势等于

,B正确;线框每转动一周,线框中感应电流方向改变两次,C错误;由Em=BSω=Φmω解得线框

转动角速度ω=

,D正确.【答案】BD模块建构知识建构技能建构21/177一、交变电流产生和改变规律模块建构知识建构技能建构22/177 例1一个面积为S单匝矩形线圈abcd在匀强磁场中以其一条边ab为转轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直.线圈中产生感应电

动势e与时间t关系图象如图甲所表示.感应电动势最大值和周期

能够从图中读出,则:甲模块建构知识建构技能建构23/177(2)画出t=0时刻线圈平面与磁感线间相对位置关系.(1)磁感应强度B多大?(3)在t=

时,线圈平面与磁感线方向间夹角多大?模块建构知识建构技能建构24/177【名师点金】解答本题时可按以下思绪分析:由图象知Em和T

由Em求B

由Em确定B与S关系

由瞬时式确定夹角关系【规范全解】(1)由e-t图象可直接读得Em和T,由Em=BSω和ω=

得B=

.模块建构知识建构技能建构25/177(2)t=0时线圈中感应电动势为最大值,故该时刻线圈与磁场位置关

系如图乙所表示.乙模块建构知识建构技能建构26/177(3)由图象可知e=Emcosωt=Emcos(

·t),当t=

时,有e=Emcos(

·

)=Emcos

即线圈平面与磁感线方向间夹角θ=

=30°.【答案】(1)

(2)如图乙所表示

(3)30°

方法概述线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向轴匀速转动能产生正弦式

交变电流,其最大值和瞬时值都与轴位置无关,Em=nBSω,e=Emsin

(ωt+φ0),其中φ0为t=0时线圈与中性面夹角,(ωt+φ0)为t时刻线圈与

中性面夹角.模块建构知识建构技能建构27/177变式训练1如图甲所表示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并沿

过ab、cd中点轴OO'以角速度ω逆时针匀速转动.若以线圈平面与

磁场夹角θ=45°时(如图乙所表示)为计时起点,并要求当电流自a流向b

时电流方向为正.则以下四幅图中正确是

(

)模块建构知识建构技能建构模块建构知识建构技能建构28/177【规范全解】矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向轴匀速

转动时,产生电流按正弦规律改变,因为t=0时,线圈转动方向如

图乙,由右手定则判断可得,此时ad中电流方向为由a到d,线圈中电流

方向为a→d→c→b→a,与要求电流正方向相反,电流为负值.又因

为此时ad、bc两边切割磁感线速度方向与磁场方向成45°角,由E=

2Blv⊥,可得E=2×

Blv=

Em,即此时电动势为最大值

倍,电流当然也是最大值

倍,由图乙还能观察到,线圈在接下来45°转动过程中,ad、bc两边切割速度越来越小,所以感应电动势应减小,

感应电流也应减小,综合上述三点可知D项正确.【答案】D模块建构知识建构技能建构29/177 例2一个电阻为r、边长为L正方形线圈abcd共N匝,线圈在磁感应强度为B匀强磁场中绕垂直于磁感线轴OO'以如图所表示

角速度ω匀速运动,外电路电阻为R.二、正弦交变电流“四值”模块建构知识建构技能建构30/177(2)求线圈转动过程中感应电动势最大值.(1)在图中标出此刻线圈感应电流方向.(3)线圈平面与磁感线夹角为60°时感应电动势为多大?(4)设发电机由柴油机带动,其它能量损失不计,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°过程中经过R电量是多少?(6)图中电流表和电压表示数各是多少?模块建构知识建构技能建构31/177【名师点金】由磁场分布情况和线圈转动情况可确定瞬时值表示

式,电压表和电流表示数为电路中电压和电流有效值,而电荷量

计算则需用该时间内平均值.模块建构知识建构技能建构32/177(2)Em=NBSω=NBωL2.【规范全解】(1)由右手定则可判定电流方向沿dcba.(3)线圈平面与B成60°角时瞬时感应电动势e=Em·cos60°=

NBωL2.模块建构知识建构技能建构33/177(4)电动势有效值E=

电流有效值I=

,柴油机做功转化为电能,线圈转一周柴油机做功W=EIt= t=

· = .模块建构知识建构技能建构34/177(5)因为I平均=

=

故电量q=I平均·Δt=

=

.模块建构知识建构技能建构35/177(6)电流表显示干路电流有效值,则读数为I=

=

电压表显示路端电压有效值,则读数为U=IR=

.【答案】(1)沿dcba

(2)NBωL2

(3)

NBωL2

(4)

(5)

(6)

模块建构知识建构技能建构36/177

方法概述用交流电源给外电路供电,在求解功率或电热问题时候,同学们

很轻易把平均值与有效值混同,而求电荷量时又会乱用有效值,因

此“四值”要分明:求电荷量用平均值,焦耳值、功率计算用有效

值.模块建构知识建构技能建构37/177变式训练2图示是一个交流发电机示意图,线框abcd处于匀强磁

场中,此时线框平面与磁场方向平行.已知ab=bc=10cm,B=1T,线圈

匝数N=100,线圈总电阻r=5Ω,灯泡电阻R=5Ω,线圈以n=600r/min

转速匀速转动,求:模块建构知识建构技能建构38/177(2)从图示位置开始经过

s时感应电动势瞬时值.(1)电流表和电压表示数.模块建构知识建构技能建构39/177(3)从图示位置开始转过30°角过程中经过灯泡电荷量.【规范全解】(1)图示位置时,线圈感应电动势最大,为:Em=NBSω=NBS

=62.8V有效值E=

=44.4V由分压原理可知,电压表示数为22.2V由闭合电路欧姆定律可得,电流表示数为:I=

=4.44A.模块建构知识建构技能建构40/177(2)感应电动势瞬时值表示式为:e=Emcosωt=62.8cos20πtVt=

s时,感应电动势瞬时值e=31.4V.模块建构知识建构技能建构41/177(3)线圈转过30°角时,ΔΦ=Φ2-Φ1=BSsin30°经过灯泡电荷量为:q=

Δt=N

=0.05C.【答案】(1)4.44A

22.2V

(2)31.4V

(3)0.05C模块建构知识建构技能建构42/177高考真题1

(高考·天津理综卷)在匀强磁场中,一矩形金属线

框绕与磁感线垂直转轴匀速转动,如图甲所表示,产生交变电动势

图象如图乙所表示,则

(

)A.t=0.005s时线框磁通量改变率为零B.t=0.01s时线框平面与中性面重合模块建构知识建构技能建构43/177C.线框产生交变电动势有效值为311VD.线框产生交变电动势频率为100Hz【命题分析】本题考查交变电流产生及改变规律,难度中等.相关

交变电流图象问题,在每年高考中几乎都会考查到,题型普通为选

择题.【解析提醒】首先依据图象得出最大值、周期、0时刻线圈位置

等,再利用这些信息得出瞬时值表示式和频率、有效值等物理量.模块建构知识建构技能建构44/177【规范全解】由图象可知,t=0.005s时感应电动势最大,利使用方法拉第

电磁感应定律公式能够判断感应电动势最大,磁通量改变率也最大,

A错误;t=0.01s时感应电动势为零,此时线圈平面与中性面重合,B正

确;线框产生交变电动势有效值E=

=

V=220V,C错误;线框产生交变电动势频率f=

=

Hz=50Hz,D错误.【答案】B模块建构知识建构技能建构45/177考向预测1如图甲所表示,为一个可调压自耦变压器结构示意图,

线圈均匀绕在圆环形铁芯上,若AB间输入如图乙所表示交变电压,转

动滑动触头P到如图甲所表示位置,在BC间接一个理想交流电压表

(图甲中未画出),则

(

)A.AB间输入交流电电压瞬时值表示式为u=220

sin(100πt)V模块建构知识建构技能建构46/177B.该交流电频率为100HzC.t=1×10-2s时电压表读数为零D.BC间输出电功率为零【解析】由乙图可读出交流电最大值为Um=220

V,周期T=2×10-2s,ω=

=100πrad/s.则交流电电压瞬时值u=Umsinωt=220

sin(100πt)V,A正确;由f=

=50Hz,知B错误;因电压表测交流电电压时,读数为交流电有效值,不能读出瞬时值,所以读数为220V,则C

错误;因为BC间接理想电压表,RV无穷大,则P=

=0,D正确.【答案】AD模块建构知识建构技能建构47/177高考真题2

(高考·四川理综卷)如图所表示,在匀强磁场中匀速

转动矩形线圈周期为T,转轴O1O2垂直于磁场方向,线圈电阻为2

Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60°时感应电

流为1A.那么

(

)A.线圈消耗电功率为4WB.线圈中感应电流有效值为2AC.任意时刻线圈中感应电动势为e=4cos

tD.任意时刻穿过线圈磁通量为Φ=

sin

t模块建构知识建构技能建构48/177【命题分析】本题考查交变电流产生及改变规律、交变电流

有效值计算,难度中等,这类题在高考中几乎每年都会被考查到,题

型普通为选择题,有时会出现填空或计算题.【解析提醒】交变电流产生及改变规律与转轴在线圈上位置

无关,线圈中产生是正弦交流电,依据题目中已知信息可先确定电

流表示式,再计算有效值和电功率.模块建构知识建构技能建构49/177【规范全解】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场轴匀速转动,将产

生交变电流.因为是从与中性面垂直位置开始计时,所以电流按余

弦规律改变,即i=Imcosωt,当ωt=60°时i=1A,所以Im=2A,电流有效

值为

A,选项B错误;线圈电功率P=I2R=4W,选项A正确;电动势峰值Em=ImR=4V,所以感应电动势瞬时值表示式e=4cos

t,选项C正确;又因为Em=BSω=Φm·

,所以任意时刻穿过线圈磁通量Φ=

sin

t,选项D错误.【答案】AC模块建构知识建构技能建构50/177考向预测2如图所表示单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B匀强

磁场中,以恒定角速度ω绕ab边转动,磁场方向垂直于纸面向里,线

圈所围面积为S,线圈导线总电阻为R.t=0时刻线圈平面与纸面重

合.且cd边正在向纸面外转动,则

(

)A.线圈中t时刻电流瞬时值表示式i=

cosωtB.线圈中电流有效值I=

C.线圈中电流有效值I=

D.线圈消耗电功率P=

模块建构知识建构技能建构51/177=

,P=I2R=

,故A、B、D错误,C正确.【答案】C【解析】回路中感应电动势最大值Em=BSω,电流最大值Im=

=

,t=0时为中性面,故瞬时值表示式i=

·sinωt.电流有效值I=

模块建构知识建构技能建构52/177第2讲变压器电能输送知识建构技能建构53/1771.基本结构:闭合铁芯和线圈,如图所表示.一、理想变压器知识建构技能建构54/1772.理想变压器原理:穿过原、副线圈磁通量Φ=BS和磁通量变

化率

①相同,结果原、副线圈中交变电流T、f都②相同,感应电动势与它们各自线圈匝数成正比.3.变压器主要规律(1)在磁损不计情况下,电压关系:③

=

.当n1>n2时,有U1>U2,叫做④降压器;当n1<n2,则U1<U2,叫做⑤升压器.知识建构技能建构55/177(3)电流关系:只有一组副线圈,则⑦

=

;有几组副线圈,则⑧I1U1=I2

U2+I3U3+….二、远距离输电(2)在能损不计情况下,输出功率⑥等于输入功率.知识建构技能建构56/1771.输电线上功率损失由导线上发烧损失功率公式P损=I2R可知,减小输电线上电流是

减小发烧损失可行方法.在输送功率一定情况下,由P送=UI及P损

=I2R可知,能够采取⑨提升输送电压方法减小输送电流,从而到达

减小导线上发烧损失目标.知识建构技能建构57/1772.输送过程示意图及基本关系(1)输电过程电压关系知识建构技能建构58/177(2)输电过程功率关系P出=P损+P用

知识建构技能建构59/1771.(山东济南模拟)如图所表示,理想变压器原、副线圈分别接

着定值电阻R1、R2,且R1=R2,原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1,交流电

源电压为U,则

(

)A.R1两端电压为

B.R1两端电压为

C.R2两端电压为

D.R2两端电压为

知识建构技能建构60/177确.【答案】AC【解析】输入交流电源电压U应等于原线圈两端电压加上R1两

端电压,即U=U1+

,则经过原线圈电流I1=

=

,而I2=

=

.又因为

=

=

,R1=R2,

=

,所以代入可求得

=

,

=

,A、C正知识建构技能建构61/1772.(河北衡水模拟)如图所表示为理想变压器原线圈所接正弦交

流电源两端电压-时间图象.原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1,串联

在原线圈电路中交流电流表示数为1A,则

(

)A.变压器原线圈所接交流电压有效值为220VB.变压器输出端所接电压表示数为22

VC.变压器输出端交变电流频率为50Hz知识建构技能建构62/177D.变压器输出功率为220

W【解析】由交流电有效值与最大值关系可得U=

=220V,A正确;变压器输出电压U2=

U=22V,电压表示数即为有效值,为22V,B错误;由图可知,交变电流周期T=0.02s,则频率f=50Hz,且变

压器工作时交变电流频率不变,C正确;变压器输出功率等于

输入功率P=IU=220W,D错误.【答案】AC知识建构技能建构63/1773.(吉林长春模拟)用电高峰期,电灯往往会变暗,其原理可简

化为以下物理问题.如图所表示,理想变压器副线圈上,经过输电线连

接两只相同灯泡L1和L2,输电线等效电阻为R,原线圈输入有效值

恒定交流电压,当开关S闭合时,以下说法正确是

(

)A.原线圈中电流减小B.R两端电压增大C.副线圈输出电压减小知识建构技能建构64/177D.原线圈输入功率减小【解析】因为变压器原、副线圈匝数不变,原线圈输入有效值

恒定交流电压,则副线圈两端输出电压也是不变,当S闭合,

并联了一个灯泡,电路电阻减小,流过R电流增加,则R两端电

压增加,原线圈中电流也增加,原线圈输入功率增大.【答案】B知识建构技能建构65/1774.(安徽淮北模拟)如图所表示,一理想变压器原线圈匝数n1=1

000匝,副线圈匝数n2=200匝,电阻R=88Ω.原线圈接入一电压u=220

sin100πt(V)交流电源,电压表和电流表对电路影响可忽略不计,

则

(

)A.t=1s时刻,电压表示数为0B.电流表示数为2.5AC.变压器输入功率为22W知识建构技能建构66/177D.副线圈交变电流频率是100πHz【解析】电压表示数应该为有效值,由

=

可得:U2=44V,A错误;I2=

=0.5A,故I1=

I2=0.1A,即电流表示数为0.1A,B错误;对于理想变压器,电源输入功率与输出功率相等,由P=UI可知C正确;依据f

=

=

Hz=50Hz可知D错误.【答案】C知识建构技能建构67/177一、理想变压器及其原、副线圈基本量关系知识建构技能建构68/177 例1如图所表示,理想变压器B原线圈跟副线圈匝数比n1∶n2=2∶1,交流电源电压U=311sin100πtV,F为熔断电流I0=1.0A保险

丝,负载R为一可变电阻.知识建构技能建构69/177(2)要使保险丝不被熔断,电阻R阻值应大于多少?变压器输出

电功率不能超出多少?【名师点金】依据保险丝熔断电流大小,利用变压器原、副线圈

电流、电压关系计算出电阻R临界阻值.(1)当电阻R=100Ω时,保险丝能否被熔断?知识建构技能建构70/177【规范全解】原线圈电压有效值U1=

V=220V由

=

得副线圈两端电压U2=

U1=

×220V=110V.知识建构技能建构71/177(1)当R=100Ω时,副线圈中电流I2=

=

A=1.10A由U1I1=U2I2得原线圈中电流I1=

I2=

×1.10A=0.55A,因为I1<I0(熔断电流),故保险丝不会熔断.知识建构技能建构72/177(2)设电阻R取某一值R0时,原线圈中电流I1刚好抵达熔断电流I0,即I1

=1.0A,则副线圈中电流I2=

I1=

·I1

=2×1.0A=2.0A可变电阻阻值:R0=

=

Ω=55Ω此时变压器输出功率为P2=I2·U2=2.0×110W=220W可见,要使保险丝F不被熔断,电阻R阻值不能小于55Ω,输出电

功率不能大于220W.知识建构技能建构73/177【答案】(1)保险丝不会熔断

(2)电阻R阻值不能小于55Ω电

功率不能大于220W知识建构技能建构74/177

功率关系原线圈输入功率等于副线圈输出功率电压关系原、副线圈电压比等于匝数比,与负载情况

、副线圈个数多少无关电流关系只有一个副线圈,电流和匝数成反比多个副线圈,由输入功率和输出功率相等确定电流关系频率关系原、副线圈中交流电频率相等

方法概述理想变压器原、副线圈基本量关系知识建构技能建构75/177

电压副线圈电压U2由原线圈

电压U1和匝数比决定功率原线圈输入功率P1由

副线圈输出功率P2决定电流原线圈电流I1由副线圈

电流I2和匝数比决定知识建构技能建构76/177 例2如图所表示,理想变压器输入端PQ接稳定交流电源,经过单刀双掷开关S可改变变压器初级线圈匝数(图中电压表及电流

表皆为理想电表),则以下说法中正确是

(

)A.当滑片c向b端移动时,变压器输入功率变大B.当滑片c向a端移动时,电流表

示数将减小,电压表

示数不变二、理想变压器动态问题分析知识建构技能建构77/177C.当滑片c向b端移动时,电流表

示数将变大,电压表

示数也变大D.滑片c不动,将开关S由1掷向2时,三个电表

、

、

示数都变大【名师点金】滑片c移动,是改变负载电阻大小,从而改变副线圈

电流、功率,进而改变原线圈电流;开关S由1掷向2,是降低原线圈

匝数,从而改变其它各物理量.知识建构技能建构78/177【规范全解】c向b端移动时,R变大,输出功率P2=

,又因U2不变,则P2减小,所以输入功率减小,A项错误.【答案】D知识建构技能建构79/1771.匝数比不变情况如图甲所表示.甲

方法概述知识建构技能建构80/177(1)U1不变,依据

=

,输入电压U1决定输出电压U2,不论负载电阻R怎样改变,U2也不变.(2)当负载电阻发生改变时,I2改变,输出电流I2决定输入电流I1,故I1发

生改变.(3)I2改变引发P2改变,P1=P2,故P1发生改变.知识建构技能建构81/1772.负载电阻不变情况如图乙所表示.乙知识建构技能建构82/177(2)R不变,U2改变,故I2发生改变.(1)U1不变,

发生改变,故U2改变.(3)依据P2=

,P2发生改变,再依据P1=P2,故P1改变,P1=U1I1,U1不变,故I1发生改变.知识建构技能建构83/1773.分析动态问题思绪可表示为:U1

U2

I2

I1

P1.变式训练1一理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1,原线圈输

入电压改变规律如图甲所表示,副线圈所接电路如图乙所表示,P为滑

动变阻器触头.以下说法正确是

(

)A.副线圈输出电压频率为50Hz知识建构技能建构84/177B.副线圈输出电压有效值为31VC.P向右移动时,原、副线圈电流比减小D.P向右移动时,变压器输出功率增加知识建构技能建构85/177【规范全解】由图象可知原线圈输入电压最大值:Um=310V,T=2×

10-2s,则原线圈输入电压有效值:U1=

=220V,f=

=

Hz=50Hz,选项A正确;由

=

可得:U2=

U1=22V,B错误;P向右移动时,副线圈所接电路电阻减小,又副线圈输出电压不变,所以副线圈电

流增大,原线圈电流也增大,而匝数比不变,所以原、副线圈电流

比不变,又副线圈输出电压不变,则变压器输出功率增加,D正确,C

错误.【答案】AD知识建构技能建构86/177 例3某小型发电站发电机输出交流电压为500V,输出电功率为50kW,假如用电阻为3Ω输电线向远处用户送电,这时用户获

得电压和电功率是多少?假如,要求输电线上损失电功率是输送

功率0.6%,则发电站要安装一个升压变压器,抵达用户前再用降压

变压器变为220V供用户使用,不考虑变压器能量损失,这两个变

压器原、副线圈匝数比各是多少?三、远距离输电问题知识建构技能建构87/177【名师点金】先画出输电线路图,然后以变压器为界,分成几个独立

闭合电路,应用欧姆定律和串、并联电路特点及电功、电功率

等相关公式分析各自电流、电压和功率关系,各独立回路之间可

经过变压器

=

=

及理想变压器P入=P出等联络起来.知识建构技能建构88/177【规范全解】用500V电压送电时示意图如图甲所表示,50kW电

功率在输电线上电流为:I0=

=

A=100A用户取得电压为:U1=U0-I0R=(500-100×3)V=200V用户取得功率P1=I0U1=2×104W改用高压输送时,示意图如图乙所表示,要求P损=0.6%P,即P损=50×103×

0.6%W=300W甲知识建构技能建构89/177乙【答案】200V

2×104W

1∶10

497∶22知识建构技能建构90/177(1)解经过升压、降压变压器进行远距离送电问题关键是分清各

部分输入、输出各个物理量及其相互关系.

方法概述(2)输电导线将升压变压器与降压变压器连接起来,即升压变压器副

线圈中电流、输电线上电流与降压变压器原线圈中电流三

者相等.(3)电压是由发电站控制,送电单位经过控制用户使用,同时用户

也能够经过电流或功率影响送电单位电能输送.知识建构技能建构91/177(4)还需注意以下几点:①因为输电距离不变,所以输电线长度一定.(要考虑双线输电)②发电机输出功率通常认为是恒定.③输电导线上电能损失往往要求不能超出某一要求值.④熟记两个基本公式电压关系:U升=U降+ΔU=U降+IR线

能量关系:P出=P损+P降=

R线+I2U降=I1U升.变式训练2某发电站输出功率为1×104kW,输出电压为4kV,通

过理想变压器升压后向80km远处供电,已知输电导线电阻率ρ=2.

4×10-8Ω·m,导线横截面积为1.5×10-4m2,输电线路损失功率为输出功率4%,求:知识建构技能建构92/177(2)输电线路上电压损失.【规范全解】(1)导线电阻r=ρ

=2.4×10-8×

Ω=25.6Ω输电线路损失功率为输出功率4%,则4%P=I2r代入数据得:I=125A由理想变压器P入=P出及P=UI得:输出电压U=

=

V=8×104V.(1)升压变压器输出电压.知识建构技能建构93/177(2)输电线路上电压损失U'=Ir=125×25.6V=3.2×103V.【答案】(1)80000V

(2)3200V知识建构技能建构94/177高考真题1

(高考·福建理综卷)图甲中理想变压器原、副线

圈匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻R=20Ω,L1、L2为规格相同两只小

灯泡,S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t

改变关系如图乙所表示.现将S1接1、S2闭合,此时L2正常发光.以下说

法正确

(

)甲乙A.输入电压u表示式u=20

sin(50πt)VB.只断开S2后,L1、L2均正常发光知识建构技能建构95/177C.只断开S2后,原线圈输入功率增大D.若S1换接到2后,R消耗电功率为0.8W【命题分析】本题考查正弦交变电流改变规律及变压器动态问

题分析,难度中等,将交变电流图象与变压器结合起来是近几年高考

热点.【解析提醒】首先由图象得出有效值和瞬时值表示式,再依据变压

器原、副线圈各量关系判断电路改变前后各量改变情况.知识建构技能建构96/177【规范全解】由图乙可知输入电压最大值um=20

V,ω=100π,输入电压表示式u=20

sin(100πt)V,选项A错误;只断开S2后,L1、L2电压均为正常工作电压二分之一,两灯泡均不能正常发光,选项B错误;只

断开S2后,副线圈接入电阻变大,输出功率减小,原线圈输入功率也

变小,选项C错误;S1换接到2后,由

=

及P=

可知P=0.8W,选项D正确.【答案】D知识建构技能建构97/177考向预测1如图甲所表示,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,

R1=10Ω,R2=20Ω,电容器电容C=100μF.已知电阻R1两端正弦交流

电压如图乙所表示,则

(

)A.原线圈输入电压最大值为400VB.交流电频率为100HzC.电容器所带电荷量恒为2×10-3C知识建构技能建构98/177D.电阻R1消耗电功率为20W【解析】由图乙可知变压器输出电压最大值为20V,有效值为1

0

V,变压器原、副线圈匝数比为20∶1,所以原线圈输入电压最大值为400V,A选项正确;副线圈交流电周期为0.02s,频率

为50Hz,原、副线圈交流电频率一致,B选项错误;电容器所带电

荷量随电压改变而改变.C选项错误;R1消耗电功率P=

=20W,D选项正确.【答案】AD知识建构技能建构99/177高考真题2

(高考·天津理综卷)为探究理想变压器原、副线

圈电压、电流关系,将原线圈接到电压有效值不变正弦交流电

源上,副线圈连接相同灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压

表

、

和理想交流电流表

、

,导线电阻不计,如图所表示.当开关S闭合后

(

)A.

示数变大,

与

示数比值不变B.

示数变大,

与

示数比值变大知识建构技能建构100/177C.

示数变小,

与

示数比值变大D.

示数不变,

与

示数比值不变【命题分析】本题考查理想变压器动态改变问题,难度中等偏下,

这类题型在近几年高考中常被考查到.知识建构技能建构101/177【解析提醒】解答本题时要注意:①u1、u2不受功率改变影响;②S

闭合后,总功率增大,由此判断总电流与各支路电流改变.知识建构技能建构102/177【规范全解】开关S闭合前后,

与

示数均不变,故选项D正确;开关S闭合后,用电器总电阻变小,

示数变大,而n1I1=n2I2,所以

与

示数比值不变.故选项A正确.【答案】AD知识建构技能建构103/177考向预测2如图所表示,一低压交流稳压器中,变压器原、副线圈

都带有滑动头,经过上下调整P1、P2位置,能够改变变压器输入、

输出电压.图示L是一个小灯泡,R2是定值电阻,R1、R3是滑动变阻器,

若要增大灯泡L亮度,能够采取方法是

(

)A.P1、P3、P4不动,P2下移B.P1、P2、P3不动,P4下移C.P2、P3、P4不动,P1上移知识建构技能建构104/177D.P1、P2、P4不动,P3上移【解析】依据变压器变压原理

=

,要增大输出电压,需要使P1下移或P2上移;滑动变阻器R1是分压接法,P3上移能够使灯泡两端电

压增大,灯泡功率也就增大,使其变亮;滑动变阻器R3触头P4上移

时才能使灯泡两端电压增大,使灯泡变亮,所以只有D项正确.【答案】D知识建构技能建构105/177第3讲试验:传感器简单应用知识建构技能建构106/1771.知道传感器作用.一、试验目标知识建构技能建构107/1772.观察热敏电阻和光敏电阻阻值是怎样随热信号和光信号而改变

.二、试验原理传感器是将它所感受到物理量(如力、热、光、声等)转换成便于

测量量(普通是电学量)一类元件.比如:热电传感器是利用热敏

电阻将热信号转换成电信号;光电传感器是利用光敏电阻将光信号

转换成电信号.转换后信号经过对应仪器进行处理,就可到达自

动控制等各种目标.知识建构技能建构108/177三、试验器材铁架台、温度计、欧姆表、烧杯、热敏电阻、光敏电阻、导线、

纸带、光电计数器、钩码.知识建构技能建构109/1771.热敏特征试验:如图所表示.四、试验步骤知识建构技能建构110/177(2)将多用电表选择开关置于“欧姆”挡,将两表笔短接,调零后再

将两支表笔分别与热敏电阻两个接触端相连.(1)在烧杯内倒入少许冷水,放在铁架台上,将悬挂在铁架台上温度

计放入水中.知识建构技能建构111/177(3)将热敏电阻放入烧杯内水中,在欧姆挡上选择适当倍率,再调

零,把两支表笔接到热敏电阻两输出端,读出多用电表指示热敏

电阻阻值,填入表格内.试验统计:试验次

数123456温度/℃

电阻/Ω

知识建构技能建构112/177(5)经过比较这些测得数据,看看热敏电阻是怎样随温度改变而

改变.(4)分几次向烧杯内倒入开水,观察不一样温度时热敏电阻阻值,统计

在表格内.(6)将多用电表选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡,拆除

装置,将器材按原样整理好.知识建构技能建构113/1772.光敏电阻特征试验:如图所表示.(1)将多用电表选择开关置于欧姆挡,选择适当倍率,将两支表笔

短接后调零.知识建构技能建构114/177(3)将手张开放在光敏电阻上方,挡住照到光敏电阻上部分光线,

观察表盘所表示光敏电阻阻值改变,并统计下来.(2)把多用电表两支表笔接到光敏电阻两个输出端,读出表盘指

示光敏电阻阻值,并统计下来.(4)上下移动手掌,观察光敏电阻阻值改变.(5)将多用电表选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡,拆开

装置,将器材按原样整理好.知识建构技能建构115/1773.光电计数基本原理将钩码放在纸带上,如图所表示.拖动纸带向前运动,观察光电计数器上

①数字改变.知识建构技能建构116/1774.简单自动控制试验请同学们自己设计一个由热敏电阻或光敏电阻作为传感器简单

自动控制试验.五、试验注意事项知识建构技能建构117/1772.可用图象描出电阻随温度改变图线来分析其规律.1.在做热敏电阻特征试验时,加开水后②要等一会再测其阻值,以使

电阻温度与水温度③相同,并同时读出水温.3.在做光敏电阻特征试验中,假如效果不显著,可将部分电路放入

带盖纸盒中,并经过盖上小孔改变射到光敏电阻上④光多少.4.光电计数器是比较精密仪器,使用过程中注意轻拿轻放.知识建构技能建构118/177一、热敏电阻特征知识建构技能建构119/177 例1用对温度敏感半导体材料制成某热敏电阻RT,在给定温度范围内,其阻值随温度改变是非线性.某同学将RT和两个适

当固定电阻R1、R2连成图甲虚线框内所表示电路,以使该电路

等效电阻RL阻值随RT所处环境温度改变近似为线性,且含有

适当阻值范围.为了验证这个设计,他采取伏安法测量在不一样温度

下RL阻值,测量电路如图甲所表示,图中电压表内阻很大.RL测量

结果如表所表示.甲知识建构技能建构120/177温度t

(℃)30.040.050.060.070.080.090.0RL阻值

(Ω)54.351.548.344.741.437.934.7知识建构技能建构121/177(1)依据图甲所表示电路,在图乙所表示实物图上连线.乙回答以下问题:知识建构技能建构122/177(2)为了检验RL与t之间近似为线性关系,在坐标纸上作RL-t关系图线.知识建构技能建构123/177(3)在某一温度下,电路中电流表、电压表示数如图丙、丁所表示.

电流表示数为

,电压表示数为

.此时等效电阻RL

阻值为

,热敏电阻所处环境温度约为

.丙丁知识建构技能建构124/177【名师点金】本题是一道试验综合题,既考查电路连接、多用电

表读数,同时考查图象应用,解答时要注意温度改变时引发电

路各部分电阻、电流、电压改变.知识建构技能建构125/177【规范全解】本题主要考查伏安法测电阻知识,需要考生明确实

验原理会依据电路图进行实物连线,会用图象法处理试验数据.由

图中可得到电流表示数为115mA,电压表读数为5.00V,RL=

=

≈43.5Ω,由RL-t图象可知,该等效电阻对应温度为64.0℃.【答案】(1)如图戊所表示知识建构技能建构126/177(2)关系曲线如图己所表示(3)115mA

5.00V

43.5Ω64.0℃知识建构技能建构127/177变式训练如图所表示,图甲为热敏电阻R-t图象,图乙为此热敏电阻

R和继电器组成一个简单恒温箱温控电路,继电器线圈电阻为100

Ω.当线圈电流大于或等于10mA时,继电器衔铁被吸合.为继电器

线圈供电电池电动势E=6V,内阻不计.图中“电源”是恒温

箱加热器电源.甲乙知识建构技能建构128/177(1)应该把恒温箱内加热器接在

两端(填“A、B”或

“C、D”);(2)假如要使恒温箱内温度保持50℃,可变电阻R'阻值应调整为

Ω;(3)假如要使恒温箱内温度保持100℃,可变电阻R'阻值应调整

为

Ω;知识建构技能建构129/177(4)若可变电阻R'可在380Ω到470Ω范围内调整,则此恒温箱可控制

恒温范围是

℃.【规范全解】(1)温度低于要求时,电路加热设备应工作,此时热敏电

阻阻值大,由闭合电路欧姆定律可知,电路中电流小,弹簧将衔铁

向上拉起,故加热器应接A、B两端.(2)恒温箱内温度保持50℃,由甲图可知热敏电阻在此温度时阻

值为100Ω,由闭合电路欧姆定律可知E=I(100+R'+100),得R'=400Ω,

所以可变电阻R'值应调为400Ω.知识建构技能建构130/177(4)可变电阻R'可在380Ω到470Ω范围内调整,由闭合电路欧姆定律

可知E=I(100+R1+380)和E=I(100+R2+470),解得热敏电阻阻值分别

为R1=120Ω,R2=30Ω,由甲图可知对应温度分别是t1=40℃,t2=150

℃,此恒温箱可控制恒温范围是40℃~150℃.【答案】(1)A、B

(2)400

(3)450

(4)40℃~150℃(3)恒温箱内温度保持100℃,由甲图可知热敏电阻在此温度时

阻值为50Ω,由闭合电路欧姆定律可知E=I(100+R'+50),得R'=450Ω,

所以可变电阻R'值应调为450Ω.知识建构技能建构131/177 例2光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用,比如用于街道路灯自动控制.图甲为模拟电路,其中A为光敏电阻,B为电磁继电

器,C为照明电路,D为路灯,请连成正确电路,到达日出灯熄,日落灯

亮效果.甲二、光传感器应用知识建构技能建构132/177【名师点金】本题考查光敏电阻特征及在传感器中应用,同时

考查了电路连接,在能力方面重点考查学生试验与探究能力知识建构技能建构133/177【规范全解】如图乙所表示,当日亮时,光线照射光敏电阻A.其阻值迅

速减小,控制回路电流增大,继电器B工作,吸住衔铁使触点断开,路灯

熄灭.当夜晚降临,光线变暗,光敏电阻A阻值增大,控制回路电流减

小,弹簧将衔铁拉起,触点接通,路灯点亮.【答案】如图乙所表示知识建构技能建构134/1771.(山东聊城模拟)如图所表示,R1、R2为定值电阻,L为小灯泡,R3

为光敏电阻,当照射光强度增大时

(

)A.电压表示数增大B.R2中电流减小C.小灯泡功率增大D.电路路端电压增大知识建构技能建构135/177灯泡功率增大,故C项正确.【答案】ABC【解析】当照射光强度增大时,R3阻值减小,外电路电阻随R3减

小而减小,R1两端电压因干路电流增大而增大,同时内电压增大,故

电路路端电压减小,电压表示数增大,A项正确,D项错误;由路端

电压减小,R1两端电压增大知,R2两端电压必减小,则R2中电流减小,

故B项正确;结合干路电流增大知流过小灯泡电流必增大,则小知识建构技能建构136/1772.(高考·全国理综卷Ⅱ)如图甲所表示,一热敏电阻RT放在控温容

器M内;

为毫安表,量程为6mA,内阻为数十欧姆;E为直流电源,电动势约为3V,内阻很小;R为电阻箱,最大阻值为999.9Ω;S为开关.已

知RT在95℃时阻值为150Ω,在20℃时阻值约为550Ω.现要求

在降温过程中测量在95℃~20℃之间多个温度下RT阻值.知识建构技能建构137/177(2)完成以下试验步骤中填空:①依照试验原理电路图连线.②调整控温容器M内温度,使得RT温度为95℃.③将电阻箱调到适当初值,以确保仪器安全.④闭合开关,调整电阻箱,统计电流表示数I0,并统计

.⑤将RT温度降为T1(20℃<T1<95℃);调整电阻箱,使得电流表读

数

,统计

.⑥温度为T1时热敏电阻电阻值

=

.⑦逐步降低T1数值,直至20℃为止;在每一温度下重复步骤⑤、(1)在图甲中画出连线,完成试验原理电路图.⑥知识建构技能建构138/177(1)依据题意,题目中没有提供滑动变阻器,取而代之是电阻箱,所

以只能将各元件串联起来组成一闭合回路.【解析】本题考查闭合电路欧姆定律相关知识.知识建构技能建构139/177(2)因为电源内阻很小能够忽略不计,所以内电压能够忽略不计.先调

节控温容器使RT温度为95℃,调整电阻箱使电流表示数为I0,此时

电阻箱示数为R0,假设电流表内阻为RA,电源电动势用E表示,有E=I0

RA+I0×150+I0R0,将RT温度降为T1,调整电阻箱使电流表示数依然

为I0,记下电阻箱示数R1,则有E=I0RA+I0×RT1+I0R1,将两式联马上得RT1

=R0-R1+150(Ω).【答案】(1)试验原理电路图如图乙所表示.(2)④电阻箱读数R0⑤仍为I0电阻箱读数R1⑥R0-R1+150

(Ω)知识建构技能建构140/1773.(东北四校联考)电流传感器能够像电流表一样测量电流,它

与计算机相连,能在几秒内画出电流随时间改变图象.如图甲所表示

电路,电源电动势为直流8V,电容器为几百微法电容器,先使开关S

与1相连,电源向电容器充电,然后把开关S掷向2,电容器经过电阻R

放电,计算机屏幕上显示出电流随时间改变I-t曲线,如图乙所表示.

则:在图乙中画出了一个竖立狭长矩形(在图乙左端),它面积

物理意义是:

.

依据以上数据估算电容是

(结果保留三位有效数字).知识建构技能建构141/177【解析】由q=I·t可知,I-t图象中面积表示为经过电流传感器电

荷量.由数格法可知电容器放电前所带电荷量Q=42×0.2×10-3×0.4C

=3.36×10-3C,则C=

=420μF.【答案】经过电流传感器电荷量

400~440μF知识建构技能建构142/1774.(高考·宁夏理综卷)青岛奥运会帆船赛场采取风力发电给蓄

电池充电,为路灯提供电能.用光敏电阻作为传感器控制路灯电路

开关,实现自动控制.光敏电阻阻值随照射光强弱而改变,作为简

化模型,能够近似认为,照射光较强(如白天)时电阻几乎为0;照射光

较弱(如黑夜)时电阻靠近于无穷大.利用光敏电阻作为传感器,借助

电磁开关,能够实现路灯自动在白天关闭,黑夜打开.电磁开关内部

结构如图甲所表示.1、2两接线柱之间是励磁线圈,3、4两接线柱分别

与弹簧片和触点连接.当励磁线圈中电流大于50mA时,电磁铁吸合

铁片,弹簧片和触点分离,3、4断开;电流小于50mA时,3、4接通.励

磁线圈中允许经过最大电流为100mA.知识建构技能建构143/177(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯电路,画出电路原理图.知识建构技能建构144/177知识建构技能建构145/177(2)回答以下问题:①假如励磁线圈电阻为200Ω,励磁线圈允许加最大电压为

V,保护电阻R2阻值范围为

Ω.②在有些应用电磁开关场所,为了安全,往往需要在电磁铁吸合铁

片时,接线柱3、4之间从断开变为接通.为此,电磁开关内部结构应如

何改造?请结合本题中电磁开关内部结构图说明.答:

.③任意举出一个其它电磁铁应用例子.答:

.知识建构技能建构146/177【解析】(1)电路原理如图所表示知识建构技能建构147/177(2)①由U=IR得励磁线圈允许加最大电压U=ImR=0.1×200V=20V;

依据允许经过励磁线圈电流最大值和最小值计算得R2min=

Ω=160Ω,R2max=

Ω=520Ω,所以保护电阻R2阻值范围为160Ω~520Ω.②把触点从弹簧片右侧移到弹簧片左侧,确保当电磁铁吸合铁片时,

3、4之间接通;不吸合时,3、4之间断开.③电磁起重机.【答案】看法析知识建构技能建构148/177第4讲单元整合综合建构149/177综合建构150/1771.正弦交流电图象普通是i-t、e-t、Φ-t图象,每个图象上一个完整

正弦曲线水平长度就是一个周期,依据ω=

能够求出ω,依据f=

能够求出频率,进而知道1s中电流方向改变次数为2f次.一、相关正弦交流电图象问题综合建构151/1772.i-t、e-t图象峰值相对应线圈平面处于与磁感线平行位置,磁通量

为零,磁通量改变率最大.i-t、e-t图象与横轴交点处,对应线圈位于中

性面位置,磁通量最大,磁通量改变率为零.Φ-t图象峰值对应电流为

零,Φ-t图象是正弦规律改变时,对应i-t、e-t图象是余弦规律改变,

感应电动势最大值Em=nBSω.综合建构152/177考题回顾1

(高考·广东理综卷)图示是某种正弦式交变电压

波形图,由图可确定该电压

(

)A.周期是0.01sB.最大值是311VC.有效值是220VD.表示式为U=220sin100πt(V)综合建构153/177【规范全解】由图象可知,此交变电压周期是0.02s,最大值是311

V,选项A错误、B正确.;因为是正弦交流电,所以电压有效值U=

=220V,故选项C正确,选项D显然是错误.【答案】BC【命题分析】本题考查正弦式交变电压图象读图能力,以及交流

电有效值与最大值之间关系,由图象写出其图象表示式也是高考

中常考内容.综合建构154/177考向预测1

如图甲所表示,一个半径为r半圆形线圈,以直径ab为轴

匀速转动,转速为n,ab左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)匀强磁

场,磁感应强度为B.M和N是两个集流环,负载电阻为R,线圈、电流表

和连接导线电阻不计,求:甲综合建构155/177(2)从图示位置起转过

圈时间内经过负载电阻R电荷量.(1)从图示位置起转过

圈时间内负载电阻R上产生热量.(3)电流表示数.综合建构156/177【解析】线圈绕轴匀速转动时,在电路中产生如图乙所表示交变

电流.交变电动势最大值为:Em=BSω=B·

·2πn=π2Bnr2.乙综合建构157/177(1)在线圈从图示位置转过

圈时间内,电动势有效值为:E=

=

电阻R上产生热量为:Q=(

)2R·

=

.综合建构158/177(2)在线圈从图示位置转过

圈时间内,电动势平均值

=

经过R电荷量为:q=

·Δt=

·Δt= =

.综合建构159/177(3)设此交变电动势在一个周期内有效值为E',由有效值定义得:

·

=

T解得E'=

故电流表示数为I=

=

.【答案】(1)

(2)

(3)

综合建构160/1771.“四值”指是:交变电流峰值、瞬时值、有效值和平均值.二、正弦交流电“四值”问题2.“四值”应用(1)在求解电容器击穿电压等物理量时用峰值.(2)在研究某一时刻通有交流电导体受到安培力时应采取瞬时

值.瞬时值可由瞬时值表示式计算得出.综合建构16