江苏2022版高考物理一轮复习 第11章 交变电流 传感器 第1节 交变电流的产生及描述课件

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4.(沪科版选修 3-2P59T4 改编)如图为某正弦式交变电流的图 象,则该电流的瞬时值表达式为( )
A.i=10 2sin(100πt)A C.i=20 2sin(50πt)A
B.i=10sin(10πt)A D.i=20sin(100πt)A
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D [由题图可知 T=0.02 s,则 ω=2Tπ=100π rad/s。当 t=0.002 5 s 时,i=14.14 A,代入 i=Imsin ωt 得 Im=20 A。所以电流的瞬时 值表达式为 i=20sin(100πt)A。]
2.(2016·全国卷Ⅲ·T21 改编)如图所示,M 为半圆形导线框,圆 心为 OM;N 是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为 ON;两导线框在 同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线 OMON 的水平面上方 有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框 M、N 在 t=0 时从 图示位置开始,分别绕垂直于纸面且过 OM 和 ON 的轴,以相同的周 期 T 逆时针匀速转动,则( )
3.(2019·宣城市第二次调研)图甲为小型旋转电枢式交流发电机 的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,绕垂直于 磁场方向的固定轴 OO′(OO′沿水平方向)匀速转动,线圈的两端经集 流环和电刷与电阻 R=10 Ω 连接,与电阻 R 并联的交流电压表为理 想电压表,示数是 10 V。 图乙是矩形线圈中磁通量随时间 t 变化的 图象。线圈内阻不计,则( )
A.Um B.Um2 C.U3m D.U2m
D [从 u-t 图象上看,每个14周期正弦波形的有效值 U1=U2m,根
Um2
据有效值的定义:UR2T=
2 R
×T4×2+0,解得:U=U2m,D 正确。]
3.(2017·天津高考)在匀强磁场中,一个 100 匝的闭合矩形金属 线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随 时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为 2 Ω,则( )
C 错:线圈在磁场中转动,磁通量最大时,感应电动势为 0,磁 通量为 0 时,感应电动势最大,故 t=1.5 s 时,感应电动势为 0。
D 对:线圈中感应电动势的最大值 Em=nBωS=nωΦm=n2TπΦm=100×22π×0.04 V=4π V, 有效值 E=Em2=2 2π V, 故在一个周期内线圈产生的热量 Q=ER2T=2 22π2×2 J=8π2 J。]
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5.(人教版选修 3-2P34T5 改编)如图所示,闭合的矩 形导体线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴
OO′匀速转动,沿着 OO′方向观察,线圈沿顺时针方向转 动。已知匀强磁场的磁感应强度为 B,线圈匝数为 n,ab 边的边长为 L1,ad 边的边长为 L2,线圈电阻为 R,转动 的角速度为 ω,则当线圈转至图示位置时( )
2021 年 1 月 24 2019 2020 日适应性考试
命题分析
交变电流
交变电流的描述 变压器
T7:电感和 电容对交
电能的输送 认识传感器 常见传感器的工作原理及 应用
变电流的 影响 T11:热敏
T2:变压 器
T1:变 压器
T2:电 流互
T7:变压器
感器
电阻、电磁
实验十五 探究变压器原、 继电器
有效值的理解与计算 [依题组训练]
1.(2018·全国卷Ⅲ)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内 产生的热量为 Q 方;若该电阻接到正弦交流电源上,在一个周期内产 生的热量为 Q 正。该电阻上电压的峰值均为 u0,周期均为 T,如图所 示。则 Q 方∶Q 正等于( )
A.1∶ 2 C.1∶2
B. 2∶1 D.2∶1
A.t=0 时,线圈平面垂直于磁感线 B.t=1 s 时,线圈中的电流改变方向 C.t=1.5 s 时,线圈中的感应电动势最大 D.一个周期内,线圈产生的热量为 8π2 J
D [A 错:t=0 时,Φ=0,故线圈平面平行于磁感线。 B 错:线圈每经过一次中性面电流的方向改变一次,线圈经过中 性面时,磁通量最大,故在 t=0.5 s、1.5 s 时线圈中的电流改变方向。 在 t=1 s 时线圈平面平行于磁感线,线圈中的电流方向不变。
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。
(√ ) ( ×)
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2.(人教版选修 3-2P34T3 改编)如图所示,单匝矩形线圈在匀强 磁场中匀速转动,设磁感应强度为 0.01 T,线圈边长 AB 为 20 cm, AD 为 10 cm,转速 n 为 50 r/s,则线圈转动时感应电动势的最大值 为( )
1.交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
规律 物理量
函数表达式
图象
磁通量 Φ=Φmcos ωt=BScos ωt
电动势
e=Emsin ωt=nBSωsin ωt
规律 物理量
函数表达式
电压
u=Umsin ωt=RR+Emrsin
ωt
电流
i=Imsin ωt=RE+mrsin ωt
图象
2.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。如: ①线圈在中性面位置开始计时,则 i-t 图象为正弦函数图象,函 数表达式为 i=Imsin ωt。 ②线圈在垂直于中性面的位置开始计时,则 i-t 图象为余弦函数 图象,函数表达式为 i=Imcos ωt。
E=Em2,U=U2m,I=
Im 2
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)
(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。
(× )
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(3)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动经过
A.线圈中感应电流的方向为 adcba
B.线圈中的感应电动势为 2nBL2ω
C.穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大
D.线圈 ad 边所受安培力的大小为n2B2LR1L2ω,方向垂直纸面向里
[答案] C
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02
关键能力·全突破
考点1 考点2 考点3
交变电流的产生及变化规律 [依题组训练]


A.此交流发电机的电动势平均值为 10 2 V B.t=0.02 s 时 R 两端的电压瞬时值为零 C.R 两端的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u=10 2cos (100πt) V D.当 ab 边速度方向向上时,它所受安培力的方向也向上
C [矩形线圈绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生正弦交流电, 外电阻 R=10 Ω,电压表示数为 10 V,说明Em2=10 V,即电动势最 大值为 Em=10 2 V,所以平均值一定比 Em=10 2 V 小,选项 A 错;根据题图乙知 t=0 时磁通量等于 0,可判断 t=0 时电动势最大, 所以电动势随时间变化的规律为 u = Emcosωt =10 2cos(100πt) V,选项 C 对;将 t=0.02 s 代入电动势瞬时值表达式,得 U=10 2 V, 选项 B 错;根据楞次定律,感应电流总是阻碍线圈的转动,所以当 ab 边速度方向向上时,它所受安培力的方向向下,选项 D 错。]
2.交变电流的瞬时值、峰值和有效值
瞬时值 交变电流某一_时__刻_的值,是时间的函数。如 e=Emsin ωt
峰值 交变电流的电流或电压所能达到的最__大__值
让交流和直流通过相同阻值的电阻,如果它们在一个周
有效值
期内产生的_热__量_相等,就把这一直流的数值叫作这一交
流的有效值,对于正弦交流电有
A.1×10-2 V C.2×10-2 V
B.3.14×10-2 V D.6.28×10-2 V
D [感应电动势最大值 Em=BSω=BS·2πn=6.28×10-2 V。]
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3.(人教版选修 3-2P35“思考与讨论”改编)某交变电流的 i-t 图象如图所示,则其电流的有效值为( )
1.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动势 e=200 2·sin 100πt(V),下列说法正确的是( )
A.该交变电流的频率是 100 Hz B.当 t=0 时,线圈平面恰好与中性面垂直 C.当 t=2100 s 时,e 达到峰值 D.该交变电流的电动势的有效值为 200 2 V
C [由交变电流的电动势瞬时值表达式 e = nBSω·sin ωt 可
A.1.5 A B.2 A C. [答案] C
14 5Biblioteka AD.28 5
A
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(江苏专用)2022版高考物理一轮复习 第11章 交变电流 传感器 第1节 交变电流 的产生及描述课件-江苏专用2022版高考 物同学理们一,轮下课复休习息十第分1钟1下。章眼现睛交在,变是休电息流时间传,感你们器休第息1一 节看看交远变处,电要流保护的好产眼生睛哦及~站描起述来动课一件动,久坐对身体不



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_一__次__周__期__性_变化(线圈转一周)所需的 时间,单位是秒(s),公式 T=2ωπ。 (2)频率(f):交变电流在 1 s 内完成周期性变化的次__数__。单位是赫 兹(Hz)。 (3)周期和频率的关系:T=1f或 f=T1。
D [根据焦耳定律知热量与方波中的电流方向的变化无关,故
u0
2
Q
方=uR20T;而正弦交流电电压的有效值等于峰值的
1 ,故 2
Q
正=
2 R
T=12·uR20T,所以QQ方 正=21,D 正确。]
2.如图所示为一个经双向可控硅调节后加在电灯上的电压,正 弦交流电的每一个二分之一周期中,前面四分之一周期被截去。现 在电灯上电压的有效值为( )
复习课件
(江苏专用)2022版高考物理一轮复习 第11章 交变电流 传感器 第1节 交变电流的产生及描述 课件-江苏专用2022版高考物理一轮复习第11章交变电流传感器第1节交变电流的产生及描述课

第十一章 交变电流 传感器
[高考备考指南]
高考(江苏卷)四年命题情况对照分析
考点内容
2017
2018
1.对有效值的理解 (1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值; (2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效 值; (3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值; (4)没有特别加以说明的,是指有效值; (5)“交流的最大值是有效值的 2倍”仅适用于正(余)弦式交变 电流。
A.两导线框中均会产生正弦交流电 B.两导线框中感应电流的周期不同 C.在 t=T8时,两导线框中产生的感应电动势相等 D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相 等
C [两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不 变,选项 A 错误;导线框的转动周期为 T,则感应电流的周期也为 T, 选项 B 错误;在 t=T8时,切割磁感线的有效长度相同,两导线框中 产生的感应电动势相等,选项 C 正确;M 导线框中一直有感应电流, N 导线框中只有一半时间内有感应电流,所以两导线框的电阻相等 时,感应电流的有效值不相等,选项 D 错误。]
高考对本章的考查 以选择题为主,偶有 计算题。考查的知识 点有交变电流的变 化规律、有效值、变 压器。
副线圈电压与匝数的关系
物理观念:有效值、峰值、变压器、远距离输电。 科学思维:图象法、理想变压器、守恒思想、动态分析法、 核心 极值法。 素养 科学探究:传感器的特性及使用。 科学态度与责任:发电机和电动机、电能的输送、生活中 各种变压器的应用、传感器的使用。
第1节 交变电流的产生及描述
01
必备知识·全通关
必备知识·填充 学情自测·验收
一、交变电流、交变电流的图象 1.交变电流 _大__小_和_方__向_都随时间做周期性变化的电流。
2.正弦式交变电流的产生和图象 (1)产生:在匀强磁场里,线圈绕垂__直__于磁场方向的轴匀速转动。 (如图所示)
(2)图象:线圈从中性面位置开始计时,如图甲、乙、丙所示。
知,
交变电流的频率 f

ω 2π
=1020ππ
Hz
=50 Hz,选项 A 错误;
在 t=0 时,电动势瞬时值为 0,线圈平面恰好在中性面处,选项 B
错误;当 t=2100 s 时,e 达到峰值 Em=200 2 V,选项 C 正确;该
交变电流的电动势的有效值 E=Em2=200 V,选项 D 错误。]
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