2019版高考物理金榜一轮（实用课件+精选分层作业+高考新题预测）全国通用版（2018最新模拟题，全解析）：第十一章 交变电流　传感器 (共6份打包)

第十一章 交变电流　传感器 第1讲　交变电流的产生和描述 【知识导图】 大小和方向 周期性变化 正弦式 锯齿形 正弦式交变电流 一次周期性变化 1S内 在某一时刻 最大值 在相同的时间内产生的热量相等 平均值 【微点拨】 1.求解交变电流瞬时值表达式的思路: (1)确定正弦交变电流的峰值。根据已知图象读出或由 公式Em=nBSω、Im= 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。 ①线圈从中性面位置开始转动,函数式为i=Imsinωt。 ②线圈从垂直中性面位置开始转动,函数式为i=Imcosωt。 2.片段正弦式电流的有效值:若图象部分是正弦式(余 弦式)交变电流,其中的 周期(但必须是从0到最大值 或从最大值到0)和 周期部分的有效值和最大值之间 的关系仍然为 【慧眼纠错】 (1)大小变化而方向不变的电流也叫交变电流。 纠错:_______________________。 (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。 纠错:___________________________________________ __________________________。 方向不变的电流为直流电 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速 转动时,产生正弦式交变电流 (3)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。 纠错:__________________________________________ ___________________。 线圈经过中性面时方向改变一次,而一个周期内 线圈经过中性面两次 (4)交变电流电压的有效值和峰值之间的关系是U= Um。 纠错:___________________________________________ _____________。 只有正弦式交变电流的有效值和峰值之间才满足 U= Um的关系 考点1　正弦式交变电流的产生及变化规律 【典题探究】 【典例1】(2018·资阳模拟)如图甲所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动,产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示。若外接电阻的阻值R=9 Ω,线圈的电阻r=1 Ω,则下列说法正确的是 世纪金榜导学号04450235(　　) A.线圈转速为100π rad/s B.0.01 s末穿过线圈的磁通量最大 C.通过线圈的最大电流为10 A D.电压表的示数为90 V 【解题探究】 (1)线圈在中性面和垂直中性面时在磁通量、磁通量变化率、感应电动势等方面有什么特点? 提示:在中性面时磁通量最大,磁通量变化率、感应电动势为0;在垂直中性面时磁通量为0,磁通量变化率、感应电动势最大。 (2)电压表测量的是感应电动势还是路端电压?电压表的示数为哪个特征值? 提示:路端电压,有效值。 【解析】选C。由乙图可知,线圈转动的周期T=0.04 s, 故线圈转速n数值上等于频率,而f= =25 Hz,因此线 圈转速为n=25 r/s,故A项错误;0.01 s末,线圈产生的 感应电动势最大,此时线圈处于与中性面垂直位置,穿 过线圈的磁通量最小为零,故B项错误;根据闭合电路的 欧姆定律可知Im= = A=10 A,故C项正确;电压 表测量的是有效值,故U= R=45 V,故D项错误。 【通关秘籍】 1.正弦式交变电流的产生: (1)矩形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。 中性面 中性面的垂面 位置特点 S⊥B S∥B Φ 最大 0 、e、i 0 最大 电流方向特点 改变 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,一个周期内线圈通过中性面两次,电流的方向改变两次。 (4)感应电动势的最大值Em=nBSω,与转轴的位置无关,与线圈形状无关。 2.正弦式交变电流的变化规律(从中性面开始计时): 　　规律 物理量　　 函数表达式 图象 磁通量 Φ=Φmcosωt= BScosωt 电动势 e=Emsinωt= nBSωsinωt 　　规律 物理量　　 函数表达式 图象 电压 u=Umsinωt= sinωt 电流 i=Imsinωt= sinωt 【考点冲关】 1.(2018·芜湖模拟)交流发电机正常工作时,电动势的变化规律为e=Emsinωt,如果把发电机转子的转速减小一半,并且把电枢线圈的匝数增加一倍,其他条件不变,则 (　　) A.电动势的最大值增加一倍 B.电动势的最大值和周期都增加一倍 C.电动势的最大值和周期都减小一半 D.频率减小一半,周期增加