专题13 交变电流 传感器-【口袋书】2024年高考物理一轮复习知识清单（全国通用）

专题13 交变电流 传感器 考点内容 要求 考情 交变电流 c 2021·浙江6月选考·5、2023·湖南卷·9 2021·浙江1月选考·16、2023·广东卷·6 2023·北京卷·7、2020·浙江1月选考·10 2020·全国卷Ⅱ·19、2023·海南卷·11 2020·浙江7月选考·11、2023·浙江1月选考·14 描述交变电流的物理量 c 电感和电容对交变电流的影响 b 变压器 c 电能的输送 c 传感器 a 学 习 目 标 1.理解正弦式交变电流的产生过程，知道中性面的特点，能正确书写交变电流的表达式. 2.理解描述交变电流的几个物理量，会计算交变电流的有效值，知道交流电“四值”在具体情况下的应用． 3.知道变压器的工作原理，掌握变压器的特点，并能分析、解决实际问题. 4.理解远距离输电的原理并会计算线路损失的电压和功率． 5.掌握制作传感器常用元件：光敏电阻、热敏电阻、金属热电阻、电阻应变片、霍尔元件的基本特性及工作原理，能利用传感器制作简单的自动控制装置． 知识点01 交变电流及其描述的物理量 2 一、交变电流 2 二、正弦交流电 2 三、表征交变电流的物理量 3 知识点02 电感、电容对交变电流的影响 6 一、电感:通直流、阻交流;通低频、阻高频. 6 二、电容:通交流、隔直流;通高频、阻低频. 6 知识点03 变压器及电能输送 7 一、变压器 7 二、变压器电路的动态分析 9 三、远距离输电 10 知识点04 传感器 13 一、传感器及其工作原理 13 二、常见敏感元件 14 知识点01 交变电流及其描述的物理量 一、交变电流 大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流.按正弦规律变化的电动势、电流称为正弦交流电. 二、正弦交流电 1．产生：线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动． 2.函数式: （其中） 【技巧点拨】若从线圈平面和磁场方向平行时开始计时，交变电流的变化规律为 3．两个特殊位置的特点 ①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，磁通量最大，电动势为零，磁通量的变化率为零，电流方向将发生改变． ②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，磁通量为零，电动势最大，磁通量的变化率最大，电流方向不改变． 4．一个周期内线圈中电流的方向改变两次． 【技巧点拨】从线圈在中性面位置开始计时 函数表达式 图像 磁通量 Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt 电动势 e＝Emsin ωt＝NBSωsin ωt 三、表征交变电流的物理量 1.瞬时值:交流电某一时刻的值，常用e、u、i表示，用于计算线圈某时刻的受力情况. 【技巧点拨】交变电流瞬时值表达式的书写 ①确定正弦交变电流的峰值,根据已知图像读出或由公式,求出相应峰值. ②明确线圈的初始位置,找出对应的函数关系式.如: Ⅰ、线圈在中性面位置开始计时,则i-t图像为正弦函数图像,函数表达式为. Ⅱ、线圈在垂直于中性面的位置开始计时,则i-t图像为余弦函数图像,函数表达式为. 2.最大值: ，最大值（，）与线圈的形状，以及转动轴处于线圈平面内哪个位置无关.在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的最大值. 3.有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的.即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值.   【技巧点拨】 ①计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用有效值计算.在正弦交流电中，各种交流电器设备上 “铭牌”上所标的一般是有效值，及交流电表上的测量值都指有效值. ②有效值与最大值之间的关系，，，只适用于正弦交流电，其他交变电流的有效值只能根据有效值的定义来计算，切不可乱套公式，若图像部分是正弦(或余弦)式交变电流，其中的周期(必须是从零至最大值或从最大值至零)和周期部分可直接应用正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系、求解 ③计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”，先分段计算热量，求和得出一个周期内产生的总热量，然后根据或列式求解． 【实战演练】 (2021·浙江6月选考·5)如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值Um相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足(　　) A．U＝ B．U＝ C．U> D．U< 【答案】D 【解析】因虚线是正弦交流电的图像，则该交流电的有效值为U有效＝＝，由题图可知，在任意时刻，实线所对应的交流电的瞬时值都不大于虚线表示的正弦交流电的瞬时值，则实线所对应的交流电的有效值小于虚线表示的正弦交流电的有效值，则U<，故选D. 4.平均值：,,用于计算