内容正文:
第十三章 交变电流 传感器 电磁波 相对论
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1
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1.通过实验,认识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。
2.通过实验,探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。
3.了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。认识电磁学在人类生活和社会发展中的作用。
4.知道非电学量转换成电学量的技术意义。
5.通过实验,了解常见传感器的工作原理。会利用传感器制作简单的自动控制装置。
6.列举传感器在生产生活中的应用。
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7.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想,初步了解场的统一性与多样性,体会物理学对统一性的追求。
8.通过实验,了解电磁振荡。知道电磁波的发射、传播和接收。认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。
9.通过实验,了解电磁波,知道电磁场的物质性,了解电磁波的应用及其带来的影响。
10.知道光是一种电磁波。知道光的能量是不连续的。初步了解微观世界的量子化特征。
11.初步了解相对论时空观。
12.关注宇宙起源和演化的研究进展。
实验十五:探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系。
实验十六:利用传感器制作简单的自动控制装置。
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第1讲 交变电流的产生及描述
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[主干知识·梳理]
一、交变电流、交变电流的图像
1.交变电流
(1)定义:________和________都随时间做周期性变化的电流。
(2)按__________变化的交变电流叫正弦式交变电流。
大小
方向
正弦规律
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2.正弦式交变电流的产生和图像
(1)产生:在匀强磁场里,线圈绕____________方向的轴匀速转动。
(2)图像:用以描述交变电流随时间变化的规律,如果线圈从________位置开始计时,其图像为正弦曲线。如图甲、乙、丙所示。
垂直于磁场
中性面
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一次周期性
次数
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2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)
(1)电动势e随时间变化的规律:e=________。
(2)负载两端的电压u随时间变化的规律:u=________。
(3)电流i随时间变化的规律:i=________。
其中ω等于线圈转动的________,Em=________。
Emsin ωt
Umsin ωt
Imsin ωt
角速度
nBSω
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某一时刻
最大
热效应
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[易错易混·诊断]
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
如图甲所示是交流发电机的示意图,其产生的正弦式交变电流的图像如图乙所示。
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(1)交变电流的主要特征是电流的方向随时间周期性变化。( )
(2)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。
( )
(3)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。( )
(4)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。( )
(5)交流电器设备上所标的电压值和电流值是指有效值。( )
√
×
×
√
√
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×
√
×
√
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1.正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
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[典例] (2023·辽宁丹东模拟)图甲为一台小型发电机的示意图,单匝线圈绕OO′轴转动,若从某位置开始计时,产生的电动势随时