2018年高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第1讲交变电流的产生及描述教学案(含解析)
12页1、第1讲交变电流的产生及描述?教材知识梳理一、交变电流1 .定义:随时间做周期性变化的电流.2 .图像:如图11-28-1(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流.其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流,如图(a)所示.1图11-28-1二、描述交变电流的物理量B:1 .峰值:Em=(N:线圈的匝数;S:线圈处于磁场中的有效面积;3:线圈转动的角速度;磁场的磁感应强度).2 .瞬时值:反映某一时刻交变电流的和.3 .有效值:跟交变电流的热效应等效的恒定电流值,即让交流电和直流电通过相同阻值的电阻,如果在相同时间内产生的相等,则直流电的数值就是交流电的有效值.4 .平均值:用法拉第电磁感应定律E=求解.5 .周期和频率(1)周期:完成一次周期性变化所需要的;(2)频率:每秒钟完成周期性变化的;一、一,一一12兀(3)周期、角速度和频率的关系:T=f,co=-=2%f.答案:一、1.方向,、,一A二、1.nBSo2.大小万向3.热量4.n石厂6 .(1)时间(2)次数【思维辨析】(1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,一定会产生正弦式交变电流.()(2)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直
2、于磁场方向的轴匀速转动经过中性面时,线圈中的感应电动势为零,电流方向发生改变.()(3)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值.()(4)交变电流的峰值总是有效值的啦倍.()(5)线圈在磁场中每转动一周,感应电动势和感应电流的方向都改变一次.()(6)可以用平均值计算交变电流产生的热量.()答案:(1)(X)(2)(V)(3)(X)(4)(X)(5)(X)(6)(X)?考点互动探究O考点一交变电流的产生及规律1 .正弦式交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.(2)两个特殊位置的特点:.一.A线圈平面与中性面重合时,S,B,最大,kT=0e=0i=0电流万向将发生改变A线圈平面与中性面垂直时,S/B,=0,KT最大,e最大,i最大,电流万向不改变.(3)电流方向的改变:线圈通过中性面时,电流方向发生改变,一个周期内线圈两次通过中性面,因此电流的方向改变两次.(4)交变电动势的最大值Em=nBSxo,与转轴位置无关,与线圈形状无关.2 .正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)规律物理量函数表送式图像磁通量=ncoswt=BScoswt由丸0电动势e=Etsin
3、cot=nBSwsinwtEda出于I电压RB.u=Umsinwt=r+sinwtu.0-u.Jt*电流Emi=Insinwt=r+sinwt/Od今Jt线框中产生的感应电动势e随时例1一边长为L的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动,间t的变化情况如图11-28-2所示.已知匀强磁场的磁感应强度为B,则结合图中所给信息可判定()图11-28-2A. t1时刻穿过线框的磁通量为BL2B. t2时刻穿过线框的磁通量为零C. t3时刻穿过线框的磁通量变化率为零一Emd.线框转动白角速度为BL2答案:D解析t1时刻,感应电动势最大,穿过线框的磁通量应为零,选项A错误;t2时刻,穿过线框的磁通量最大,为:BL2,选项B错误;t3时刻,感应电动势最大,则磁通量变化率也最大,选项C错误;交变电流的最大值为Em选项D正确.如图11-28-3所示.该匀强限;题一不动的矩形线圈abcd处于范围足够大的可转动的匀强磁场中,磁场是由一对磁极MS产生,磁极以OO为轴匀速车专动.在t=0时刻,磁场的方向与线圈平行,磁极N开始离开纸面向外转动,规定a-b-c-d-a方向的感应电流为正,则能反映线圈中感应电流
4、i随时间t变化的图像是()图11-28-3答案:C解析磁极以OO为轴匀速转动可等效为磁场不动线圈向相反方向转动,在t=0时刻,由右手定则可知,产生的感应电流方向为ab-c-d-a,磁场的方向与线圈平行,感应电流最大,故选项C正确.O考点二交变电流“四值”的理解和应用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e=EnSinwti=Insinwt计算线圈某时刻的受力情况峰值取大的瞬时值Em=nBSwEmImR+r讨论电容器的击穿电压功效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值用于正(余)弦式电流:Em飞umImr(1)计算与电流的热效应启美的量(如电功、电功率、电热等)(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值(3)保险丝的熔断电流为功效值平均值交变电流图像中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值AE=nAtEI=R+r计算通过电路截面的电W旦何事考向一交变电流瞬时表达式的书写画2图11-28-4甲是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动,由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相
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