2021版高考物理一轮复习第十章交变电流传感器第1节交变电流的产生及描述
43页1、2018版高考物理一轮复习第十章交变电流传感器第1节交变电流的产生及描述第1节 交变电流的产生及描述第十章 交变电流传感器全国卷考情分析基础考点常考考点(20132016考情统计)命题概率常考角度正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值()远距离输电()以上2个考点未曾独立命题交变电流、交变电流的图像()16丙卷T21(6分)概率20%(1)根据线框在磁场中的转动求解描述交变电流的物理量(2)根据交变电流的图像或表达式求解描述交变电流的物理量(3)变压器的基本原理和动态分析(4)远距离输电问题理想变压器()16丙卷T19(6分)16乙卷T16(6分)15卷T16(6分)14卷T21(6分)独立命题概率70%综合命题概率80%实验十二传感器的简单使用16乙卷T23(10分)综合命题概率30%第1节 交变电流的产生及描述(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)线圈在磁场中转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时,产生的感应电动势也最大。()(3)矩形线圈在匀强磁场中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。()(4)交流电气设备上所标的电压和
2、电流值是交变电流的有效值。()(5)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值。()(6)交变电流的峰值总是有效值的倍。()突破点(一)交变电流的产生和描述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:线圈平面与中性面重合时,S B,最大,0,e0,i0,电流方向将发生改变。线圈平面与中性面垂直时,SB,0,最大,e最大,i最大,电流方向不改变。(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EmnBS,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)函数表达式图像磁通量mcos tBScos t电动势eEmsin tnBSsin t电流iImsin tsin t电压uUmsin tsin t 多角练通1(2017惠州模拟)如图甲所示,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,有一矩形单匝线圈,其面积为S,总电阻为r,线圈两端外接一电阻R和一个理想交流电流表。若线圈绕对称轴OO以角速度做匀速转动,图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势
3、e随时间t变化的图像,下列说法正确的是()A在t1t3时间内,穿过线圈平面的磁通量的变化量为BSB在t3t4时间内,通过电阻R的电荷量为C在t3时刻穿过线圈平面的磁通量的变化率为2BSD在t3时刻电流表的示数为解析:选D由题图可知,在t1和t3时刻穿过线圈平面的磁通量大小为BS,方向相反,则在t1t3时间内穿过线圈平面的磁通量的变化量为2BS,A错误;在t3t4时间内,磁通量的变化量为BS,则平均电动势,因此通过电阻R的电荷量为qtt,故B错误;在t3时刻电动势EBS,则由法拉第电磁感应定律,E可知,则穿过线圈的磁通量变化率为BS,故C错误;在t3时刻电流表的示数为交变电流的有效值,则有I,故D正确。2(2015山东高考)如图甲,R0为定值电阻,两金属圆环固定在同一绝缘平面内。左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上,经二极管整流后,通过R0的电流i始终向左,其大小按图乙所示规律变化。规定内圆环a端电势高于b端时,a、b间的电压uab为正,下列uabt图像可能正确的是()解析:选C由题图乙知,00.25T0,外圆环电流逐渐增大且逐渐减小,根据安培定则,外圆环内部磁场方向垂直纸面向里,磁场
4、逐渐增强且逐渐减小,根据楞次定律知内圆环a端电势高,所以uab0,根据法拉第电磁感应定律uab知,uab逐渐减小;t0.25T0时,0,所以0,uab0;同理可知0.25T0t0.5T0时,uab0,且|uab|逐渐增大;0.5T0T0内重复00.5T0的变化规律。故选项C正确。3.一边长为L的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动,线框中产生的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示。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()At1时刻穿过线框的磁通量为BL2Bt2时刻穿过线框的磁通量为零Ct3时刻穿过线框的磁通量变化率为零D线框转动的角速度为解析:选Dt1时刻,感应电动势最大,穿过线框的磁通量应为零,A错误;t2时刻,穿过线框的磁通量最大为mBL2,B错误;t3时刻,感应电动势最大,则磁通量变化率也最大,C错误;交变电流的最大值为EmBL2,则,D正确。突破点(二)有效值的理解与计算(1)计算有效值的根据是电流的热效应,抓住“三同”:“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解。(2)利用公式QI2Rt和Qt可分别求得电流有效值和电压有效值。有效值的求解典
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