2019版高中物理红对勾一轮总复习课件+课后拓展提能+课时作业第十一章　交变电流　传感器 (8份打包)

交变电流瞬时表达式的书写问题 图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′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示．已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动．(只考虑单匝线圈) (1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式； (2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式； (3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热．(其他电阻均不计) 解析：(1)矩形线圈abcd在磁场中转动时，只有ab和cd切割磁感线，且转动的半径为r＝，设ab和cd的转动速度为v，则v＝ω· 在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为E1＝BL1v⊥ 由图可知v⊥＝vsinωt 则整个线圈的感应电动势为 e1＝2E1＝BL1L2ωsinωt. (2)当线圈由图丙位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电动势为e2＝BL1L2ωsin(ωt＋φ0)． (3)由闭合电路欧姆定律可知I＝ 这里E为线圈产生的电动势的有效值E＝＝ 则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为QR＝I2RT 其中T＝ 于是QR＝πRω2. 答案：(1)e1＝BL1L2ωsinωt　(2)e2＝BL1L2ωsin(ωt＋φ0) (3)πRω2 总结提能 书写交变电流瞬时值表达式的基本思路 1确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式Em＝nBSω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若线圈从中性面位置开始转动，则i­t图象为正弦函数图象，函数式为i＝Imsinωt. ②若线圈从垂直中性面位置开始转动，则i­t图象为余弦函数图象，函数式为i＝Imcosωt. $$ 第十一章 交变电流　传感器 第31课时　交变电流的产生和描述 课前自主回顾 课堂互动探究 课后拓展提能 课时作业 知识点一：交变电流、交变电流的图象 1．交变电流 (1)定义： 都随时间做周期性变化的电流． (2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流． 大小和方向 2．正弦式交变电流的产生和图象 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕 方向的轴匀速转动． (2)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线．如图甲、乙、丙所示． 垂直于磁场 知识点二：正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1．周期和频率 (1)周期(T)：交变电流完成 变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T＝eq \f(2π,ω). (2)频率(f)：交变电流在1 s内完成周期性变化的 ．单位是赫兹(Hz)． (3)周期和频率的关系：T＝ 或f＝ . 一次周期性 次数 eq \f(1,f) eq \f(1,T) 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＝ . Emsinωt Umsinωt Imsinωt 角速度 nBSω 3．交变电流的瞬时值、峰值、有效值 (1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数． (2)峰值：交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值． (3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对正弦式交变电流，其有效值和峰值的关系为： E＝ ，U＝ ，I＝ . eq \f(Em,\r(2)) eq \f(Um,\r(2)) eq \f(Im,\r(2)) [思考判断] (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)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值．(　×　) (3)交变电流的峰值总是有效值的eq \r(2)倍．(　×　) (4)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．(　×　) 考点01 交变电流的产生和描述[多角练透] 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