高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 第1节 交变电流的产生及描述课件 新人教版
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高三物理高考第一轮复习课件：交变电流的产生和描述
提示:由Φ—t图象可以看出,在磁通量为零的时刻,磁
通量的变化率最大,产生的感应电动势也最大,原因是 此时线圈的两边框垂直切割磁感线,产生的感应电动 势为最大值.
热点二 对交变电流有效值的理解 1.交变电流的“四值”的比较
物理量 瞬时值
物理 含义
重要 关系
交变电流 某一时刻 的值
e=Emsin ωt i=Imsin ωt
=0.02 s
线圈匀速转动一周,外力做功大小等于电功的大小,即
W=I2(R+r)T=( E )2(R+r)T Rr
代入数据得W=98.6 J
(4)从t=0起转过90°的过程中,Δt内流过R的电荷量 q= NΦtNBS N1 B l2 l
(Rr)t Rr Rr 代入数据得q=0.1 C.
答案 (1)adcba (2)e=314cos 100πt V
第十章 交变电流 传感器
第1课时 交变电流的产生和描述 变压器 考点自清
一、交变电流的产生和变化规律 1.交变电流
大小和 方向都随时间做 周期性 变化的电流,叫做 交变电流,简称交流（AC）.
2.正弦式交变电流（如图1所示）
图1
（1）定义:按 正弦规律 变化的交变电流.
（2）产生:将闭合矩形线圈置于匀强 磁场中,并绕 垂
变化,且最大感应电动势Em=nBabω,所以感应电动势 的瞬时值表达式为e=nBabωsin ωt.
(3) En Φ t nπB2 / (a) b2nπBab
(4)i=
e
nBasbinπ
3
3nBab
Rr Rr
2(Rr)
答案 (1)自下而上 (2)e=nBabωsin ωt
(3) 2nBab
通量的变化率最大,产生的感应电动势也最大,原因是 此时线圈的两边框垂直切割磁感线,产生的感应电动 势为最大值.
热点二 对交变电流有效值的理解 1.交变电流的“四值”的比较
物理量 瞬时值
物理 含义
重要 关系
交变电流 某一时刻 的值
e=Emsin ωt i=Imsin ωt
=0.02 s
线圈匀速转动一周,外力做功大小等于电功的大小,即
W=I2(R+r)T=( E )2(R+r)T Rr
代入数据得W=98.6 J
(4)从t=0起转过90°的过程中,Δt内流过R的电荷量 q= NΦtNBS N1 B l2 l
(Rr)t Rr Rr 代入数据得q=0.1 C.
答案 (1)adcba (2)e=314cos 100πt V
第十章 交变电流 传感器
第1课时 交变电流的产生和描述 变压器 考点自清
一、交变电流的产生和变化规律 1.交变电流
大小和 方向都随时间做 周期性 变化的电流,叫做 交变电流,简称交流（AC）.
2.正弦式交变电流（如图1所示）
图1
（1）定义:按 正弦规律 变化的交变电流.
（2）产生:将闭合矩形线圈置于匀强 磁场中,并绕 垂
变化,且最大感应电动势Em=nBabω,所以感应电动势 的瞬时值表达式为e=nBabωsin ωt.
(3) En Φ t nπB2 / (a) b2nπBab
(4)i=
e
nBasbinπ
3
3nBab
Rr Rr
2(Rr)
答案 (1)自下而上 (2)e=nBabωsin ωt
(3) 2nBab
第10章_1交变电流的产生及描述 电感和电容对交流的影响
2.正弦式交变电流的最大值与有效值
如图10-1-5所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T， 边长L=10cm
的正方形线圈a线的对 称轴OO′匀速转动，角 速度为ω=2πrad／s，外 电路电阻R=4Ω，求：
图10-1-5
(1)转动过程中感应电动势的最大值.
15 I2 2A， 2
取一个周期T中的前0.01s和后0.01s计算产生的电热可列计 算式： I2R×0.02=I12R×0.01+I22R×0.01，解得 对于不同的时间段，交流电的平均值不同，求交流电的平均 值应明确指出是哪一段时间的平均值.
5 I 10A 2
5 U IR = 10A 10Ω=25 10V 2
【正解】电压表示数为灯泡两端电压的有效值， 由图象知电动势的最大值Em = 220 2V ，有效值E = 220V ， RE 灯泡两端电压U = = 209V，A错． (R + r) 由图象知T = 0.02s，一个周期内电流方向变化两次， 可知1s内电流方向变化100次，B错； U 2 2092 灯泡的实际功率P = = W = 459.8W，C 错； R 95 E 电流的有效值I = = 2.2 A，发电机线圈内阻每秒钟 R +r 产生的焦耳热为Qr = I 2 rt = 2.22 5 ? 1J 24.2 J，D对．
U m =120 2V 由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得：
设t=0时交流电的瞬时电压U=0，则交流电的瞬时表达式为
U =120 2sin100πtV
如图所示，画出一个周期内交流电的U-t图象，其中阴影 部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称 性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1.
内容 能结合交流发电机的工作原理图， 理解电动势随时间变化的规律 交变电流、交变电流的图象 正弦交变电流的函数表达式、峰值 和有效值 理想变压器 远距离输电
高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 第1讲 交变电流的产生及描述课件
2．两个特殊位置的特点
(1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，ΔΔΦt ＝0，
e＝0，i＝0，电流方向发生改变。
(2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，ΔΔΦt 最大，
e 最大，i 最大，电流方向不改变。
[典题 1] 如图(a)所示，一矩形线圈 abcd 放置在匀强磁场 中，并绕过 ab、cd 中点的轴 OO′以角速度 ω 逆时针匀速转动。 若以线圈平面与磁场夹角 θ＝45°时为计时起点，如图(b)所 示，并规定当电流自 a 流向 b 时电流方向为正。则下列选项中 正确的是( )
[交变电流的图象] 4．在小型交流发电机中，矩形金属线
圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电 动势与时间呈正弦函数关系，如图所示。 此线圈与一个 R＝10 Ω的电阻构成闭合电路，电路中的其他电 阻不计。下列说法正确的是( ) A．交变电流的周期为 0.125 s B．交变电流的频率为 8 Hz C．交变电流的有效值为 2 A D．交变电流的最大值为 4 A
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。
(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＝ Emsin ωt 。其中 ω 等 于线圈转动的 角速度 ，Em＝ nBSω 。
考点一
正弦交变电流的产生及变 化规律断
1．正弦式交变电流的变化规律及对应图象(线圈在中性面
位置开始计时)
函数
图象
磁通量 Φ＝Φm·cos ωt＝ BScos ωt
电动势 e＝Em·sin ωt＝ nBSωsin ωt
电压
u＝Um·sin ωt＝
(新课标)高考物理 一轮复习 第十章 第1讲 交变电流的产生及描述
A.乙图时刻线圈中感应电流为0 B.通过灯的电流随时间t的变化规律是i=Imcos(100πt)A C.灯泡能正常发光 D.灯泡的实际功率是80 W
栏目索引
解析 由图乙可看出,该时刻线圈平面与磁场方向平行,穿过线圈的磁通
量的变化率最大,故感应电流最大,选项A错误;灯泡的电阻R= U 2 = 1002Ω=8
3
栏目索引
答案 AD
解析 根据图线a:感应电动势最大值Em=BSωa=Φmωa,因此磁通量的最大
值Φm=
Em ωa
=
Em=Ta
2
3Wb,A正确。线圈先后两次周期之比
Ta= 0.0=4s ,2则转
T= ,B错误。t=0时刻感应电动势为零,线圈与中性面平行,
2(R r)
(2)在线圈由图示位置匀速转动90°的过程中,用有效值来计算电阻R上产生
的热量
Q=I2RT ,其中I=Im = nB,TL2=ω ,则 2
4
2 2 2(R r) ω
Q=I2R T =n2 B。2L4ωR
4 16(R r)2
(3)在转过90°的过程中感应电动势的平均值为
E=n
Φ
=t
4 2R 4 8
栏目索引
答案 ABC 线框在转动过程中,产生的感应电动势的有效值为E=
2B,电l2ω流的有效值为I= ,又周2B期l2ωT= ,则线框2转动一周产生的热
2
2R
ω
量Q=I2RT=
2RBl·2ω
2R
2
=
2,外力 B做2l的4ω功W=Q,选项A正确;感应电动
ωR
势的最大值Em=Bl2ω,选项B正确;线框转动90°的过程中,流过导体某一横截
函数
磁通量
栏目索引
解析 由图乙可看出,该时刻线圈平面与磁场方向平行,穿过线圈的磁通
量的变化率最大,故感应电流最大,选项A错误;灯泡的电阻R= U 2 = 1002Ω=8
3
栏目索引
答案 AD
解析 根据图线a:感应电动势最大值Em=BSωa=Φmωa,因此磁通量的最大
值Φm=
Em ωa
=
Em=Ta
2
3Wb,A正确。线圈先后两次周期之比
Ta= 0.0=4s ,2则转
T= ,B错误。t=0时刻感应电动势为零,线圈与中性面平行,
2(R r)
(2)在线圈由图示位置匀速转动90°的过程中,用有效值来计算电阻R上产生
的热量
Q=I2RT ,其中I=Im = nB,TL2=ω ,则 2
4
2 2 2(R r) ω
Q=I2R T =n2 B。2L4ωR
4 16(R r)2
(3)在转过90°的过程中感应电动势的平均值为
E=n
Φ
=t
4 2R 4 8
栏目索引
答案 ABC 线框在转动过程中,产生的感应电动势的有效值为E=
2B,电l2ω流的有效值为I= ,又周2B期l2ωT= ,则线框2转动一周产生的热
2
2R
ω
量Q=I2RT=
2RBl·2ω
2R
2
=
2,外力 B做2l的4ω功W=Q,选项A正确;感应电动
ωR
势的最大值Em=Bl2ω,选项B正确;线框转动90°的过程中,流过导体某一横截
函数
磁通量
高考物理一轮复习 10-1交变电流的产生和描述课件
图 10－1－6
A．4 2 A C．5 A
B． 4 A D．5 2 A
2
解析：多用电表的读数为有效值，由 I T (3 2) R 得 I＝5 A. 2
2
RT＝
8 2 T R ＋ 2 2
答案：C
题型分类
学方法
考点分类 点点击破
题型一
交变电流的产生及变化规律
1.变化规律(线圈从中性面位置开始计时) 规律 物理量 函数 图象
交变电流的产生和描述
知识梳理 一、交变电流、交变电流的图象 1．交变电流 (1)定义： 1 周期性 变化的电流． 大小和方向随时间做□
(2)图象： 如图 10－1－1 甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流．
甲
乙
丙
丁
图 10－1－1
2．正弦交流电的产生和图象 2 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕□ 匀速转动． (2)图象：如图 10－1－2 甲、乙所示．
甲 图 10－1－9
垂直
磁场方向的轴
甲
乙
图 10－1－2
二、正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1．周期和频率 3 一次周期性 变化(线圈转一 (1)周期 T： 交变电流完成□ 2π 周)所需的时间，单位是秒(s)．公式：T＝ ω . (2) 频 率 f ： 交 变 电 流 在 1 s 内 完 成 周 期 性 变 化 的 4 □
π i＝Imaxcos4＋ωt，选项
D 正确．
答案：D
变式训练 1 (多选题)[2013· 山东理综]图 10－1－9 甲是 小型交流发电机的示意图，两磁极 N、S 间的磁场可视为水平 方向的匀强磁场，A 为交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水 平轴 OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产 生的交流电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确 的是( )
(新课标)高考物理大一轮复习-第10章 交变电流 传感器 第1节 交变电流的产生及描述课件
现，题目难度中等．
Ⅱ 2．本章的复习应抓住以下四点：
(1)交变电流的产生及其各物理量的变化
Ⅰ 规律，应用交流电的图象解决问题． (2)理想变压器原、副线圈中电流、电
压、功率之间的关系应用，变压器动态
变化的分析方法．
(3)远距离输电的原理和相关计算．
(4)传感器的简单使用，能够解决与科
技、社会紧密结合的问题．
性，用电流热效应的等效法求解．设电灯的阻值为R，正弦式交
流电压的有效值与峰值的关系是U＝
题组二 模拟题组 3．(2016·河南豫北九校联考)一个矩形线圈在匀强磁场中匀 速转动，产生的交变电动势e＝220 2sin 100πt(V)，那么( ) A．该交变电流的频率是100 Hz B．当t＝0时，线圈平面恰好位于中性面 C．当t＝1010 s时，e有最大值 D．该交变电流电动势的有效值为220 2 V
考点三 交变电流有效值的计算 1．公式法 利用E＝Em2、U＝U2m、I＝ Im2计算，只适用于正(余)弦式交变 电流． 2．利用有效值的定义计算(非正弦式电流) 计算时“相同时间”至少取一个周期或为周期的整数倍．
3．利用能量关系 当有电能和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒定 律来求有效值．
1．通过一阻值R＝100 Ω的电阻的交变电流如图所示，其周 期为1 s．电阻两端电压的有效值为( )
A．12 V B．4 10 V C．15 V D．8 5 V
解析：选B.由题意结合有效值的定义可得I2RT＝
2I21R25T＋I22R110T，将I1＝0.1 A，I2＝0.2 A代入可得流过电阻的
(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，则i－t图象为正弦函数图 象，函数式为i＝Imsin ωt，图象如图甲所示． ②线圈从垂直中性面位置开始转动，则i－t图象为余弦函数 图象，函数式为i＝Imcos ωt.图象如图乙所示．
高三物理一轮总复习(新课标)课件：第10章交变电流传感器_1节
Im Em Um I＝ E＝ U＝ 2 ． 2 ，_________ 2 ，_________ ______
对于非正弦式交流电 ， 必须按电流热效应的规 律，取一个周期的时间列方程求解．
4 ． 平均值：依法拉第电磁感应定律求解 ， － E＝ － ΔΦ － E n ，I＝ .平均值仅用来计算Δt 内通过导体横 Δt R＋ r 截面的电量．
【答案】D
变式 1 如图所示，矩形线圈 abcd 在匀强磁场 中逆时针匀速转动时， 线圈中产生的交流电如图乙 所示，设沿 abcda 方向为电流正方向，则( )
A．乙图中 Oa 时间段对应甲图中 A 至 B 图的 过程 B．乙图中 c 时刻对应甲图中 C 图 C．若乙图中 d 等于 0.02 s，则 1 s 内电流的方 向改变了 50 次 D．若乙图中 b 等于 0.02 s，则交流电的频率 为 50 Hz
【解析】由交变电流的产生原理可知，甲图中的 A、 C 两图中线圈所在的平面为中性面， 线圈在中性面时电流 1 为零，再经过 个周期电流达到最大值，再由楞次定律判 4 断出电流的方向，因此图甲中 A 至 B 图的过程电流为正 且从零逐渐增大到最大值，A 对；甲图中的 C 图对应的 电流为零，B 错；每经过中性面一次线圈中的电流方向将 要改变一次，所以一个周期以内电流方向要改变两次，在 乙图中对应 Od 段等于交变电流的一个周期， 若已知 d 等 于 0.02 s，则频率为 50 Hz，1 s 内电流的方向将改变 100 次，C 错；而 D 选项频率应该是 25 Hz.
【解析】线框绕垂直磁场的转轴匀速转动，产生 正弦交流电，感应电动势最大为 Em＝nBSω＝nBl2l1 ω，选项 B 错．根据安培右手定则，感应电流方向为 a→d 和 c→b，电流方向为 adcba，选项 A 错．图示 位置，磁通量等于 0，但电动势最大，即磁通量变化 率最大，选项 C 对．最大电动势 Em＝nBl1l2ω，此时 Em nBl1l2ω 刻的感应电流 Im＝ ＝ ，安培力 F＝nBIml2 R R n2B2l1l2 2ω ＝ ，选项 D 错． R 【答案】C
高考物理一轮复习课件：第十章 第1讲 交变电流的产生和描述
【解析】
【答案】
AD
【即学即用】 2．(2012· 大连模拟)一个单匝矩形线框的面积为 S，在磁 感应强度为 B 的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置 开始计时，转速为 n 转/秒，则( )
A．线框交变电动势的最大值为 nπBS B．线框交变电动势的有效值为 2nπBS 1 C．从开始转动经过4周期，线框中的平均感应电动势为 2nBS D．感应电动势瞬时值为 e＝ 2nπBSsin 2nπt
【针对训练】 3.如图10－1－3所示电路中，A、B为两相同的小灯泡，L 为直流电阻为零的电感线圈，下列说法正确的是( ) A．电源为稳恒直流电源时， 灯泡A、B亮度相同 B．电源为稳恒直流电源时， 灯泡A比B亮度大 C．电源为交流电源时， 灯泡A、B亮度相同 D．电源为交流电源时， 灯泡A比B亮度大 【解析】 电感线圈有通直流，阻交流的作用，电源为稳 恒直流电源时，A、B亮度相同，选项A正确，B错误．电源 为交流电源时，A灯比B灯亮度大，选项C错误，D正确． 【答案】 AD
【解析】 (1)矩形线圈 abcd 在磁场中转动时，ab、cd 切 L2 割磁感线，且转动的半径为 r＝ 2 ， ωL2 转动时 ab、cd 的线速度 v＝ωr＝ 2 ，且与磁场方向的夹 角为 ωt，
所 以 ， 整 个 线 圈 中 的 感 应 电 动 势 e1 ＝ 2BL1vsin ωt ＝ BL1L2ωsin ωt. (2)当 t＝0 时，线圈平面与中性面的夹角为 φ0，则某时刻 t 时，线圈平面与中性面的夹角为(ωt＋φ0) 故此时感应电动势的瞬时值 e2＝2BL1vsin(ωt＋φ0)＝BL1L2ωsin(ωt＋φ0)．
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10－1－4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
(江苏专版)高考物理一轮复习 第十章 第1节 交变电流的产生及描述讲义(含解析)-人教版高三全册物理
交变电流的产生与描述(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。
(×)(3)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。
(√)(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。
(×) (6)交变电流的峰值总是有效值的2倍。
(×)突破点(一) 交变电流的产生和描述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)两个特殊位置的特点：①线圈平面与中性面重合时，S ⊥B ，Φ最大，ΔΦΔt ＝0，e ＝0，i ＝0，电流方向将发生改变。
②线圈平面与中性面垂直时，S ∥B ，Φ＝0，ΔΦΔt 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。
(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次。
(4)交变电动势的最大值E m ＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关。
2．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)函数表达式 图像磁通量 Φ＝Φm cos ωt ＝BS cos ωt电动势e ＝E m sin ωt ＝nBSωsinωt电流i ＝I m sin ωt ＝E mR ＋rsin ωt电压u ＝U m sin ωt ＝RE mR ＋rsin ωt[题点全练]1.[多项选择](2018·海南高考)如图，在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，有一面积为S 的矩形单匝闭合导线abcd ，ab 边与磁场方向垂直，线框的电阻为R 。
使线框以恒定角速度ω绕过ad 、bc 中点的轴旋转。
如下说法正确的答案是( )A ．线框abcd 中感应电动势的最大值是BSωB ．线框abcd 中感应电动势的有效值是BSωC ．线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大D ．线框平面与磁场方向垂直时，流经线框的电流最大解析：选AC 一个单匝线圈在匀强磁场中旋转，当从中性面开始计时，产生的正弦式交变电流电动势的瞬时值表达式为：e ＝E m sin ωt ，感应电动势的最大值E m ＝BSω，有效值E ＝E m2，故A 正确，B 错误；当θ＝90°时，即线框平面与磁场方向平行时，电流最大，故C 正确，D 错误。
高考物理一轮复习4：10-1交变电流的产生和描述优质课件
C．交变电流的有效值为 2 A
D．交变电流的最大值为 4 A
交变电流的变化规律
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)
磁通 量
电动 势
电压
电流
函数
Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt
e＝Emsin ωt ＝nBSωsin ωt u＝Umsin ωt＝RR＋Emrsin ωt i＝Imsin ωt ＝RE＋mrsin ωt
第一节 交变电流的产生和描述
一、交变电流的产生和变化规律 1．交变电流 (1)定义：大小和方向随时间做__周__期__性__变化的电流． (2)图象：下图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流， 其中甲属于_正__弦__式___交流电．
2．正弦交流电 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕_垂__直__于__磁__场___方向
B．该电动势的有效值为 10 2 V
C．外接电阻 R 所消耗的电功率为 10 W D．电路中理想交流电流表 A 的示数为 1.0 A
2－2.(单选)小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强 磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函 数关系，如图所示．此线圈与一个 R＝10 Ω的电阻 构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确 的是( C ) A．交变电流的周期为 0.125 s B．交变电流的频率为 8 Hz
向为正．则下图所示的四幅图中正确的是( D )
• [思路点拨] 确定感应电流的变化图象,应从三个 方面分析：(1)感应电流的方向，(2)感应电流的 大小，(3)感应电流大小的变化趋势．
• [总结提升] 解决交变电流图象问题的三点注意
• (1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬 时值表达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的 形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关．
D．交变电流的最大值为 4 A
交变电流的变化规律
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)
磁通 量
电动 势
电压
电流
函数
Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt
e＝Emsin ωt ＝nBSωsin ωt u＝Umsin ωt＝RR＋Emrsin ωt i＝Imsin ωt ＝RE＋mrsin ωt
第一节 交变电流的产生和描述
一、交变电流的产生和变化规律 1．交变电流 (1)定义：大小和方向随时间做__周__期__性__变化的电流． (2)图象：下图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流， 其中甲属于_正__弦__式___交流电．
2．正弦交流电 (1)产生：在匀强磁场里，线圈绕_垂__直__于__磁__场___方向
B．该电动势的有效值为 10 2 V
C．外接电阻 R 所消耗的电功率为 10 W D．电路中理想交流电流表 A 的示数为 1.0 A
2－2.(单选)小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强 磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函 数关系，如图所示．此线圈与一个 R＝10 Ω的电阻 构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确 的是( C ) A．交变电流的周期为 0.125 s B．交变电流的频率为 8 Hz
向为正．则下图所示的四幅图中正确的是( D )
• [思路点拨] 确定感应电流的变化图象,应从三个 方面分析：(1)感应电流的方向，(2)感应电流的 大小，(3)感应电流大小的变化趋势．
• [总结提升] 解决交变电流图象问题的三点注意
• (1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬 时值表达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的 形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关．
高考物理一轮复习课件交变电流传感器交变电流的产生及描述
高考物理一轮复习课件交变电 流传感器交变电流的产生及描
述
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• 交变电流基本概念 • 传感器在交变电流中应用 • 交变电流产生与描述方法 • 电阻、电感和电容对交变电流影响 • 实际生活中应用举例与问题分析 • 总结回顾与拓展延伸
01
交变电流基本概念
实验室环境下模拟实验设计与操作过程
2. 调节电源
调节交流电源的电压和 频率，以产生所需的交
变电流。
3. 观察现象
观察电流表和电压表的 读数变化，同时使用示 波器观察交变电流的波
形。
4. 分析数据
根据实验数据，分析交 变电流的性质和应用。
5. 总结归纳
总结实验结果，加深对 交变电流产生原理和应
用的理解。
洗衣机
洗衣机的电动机需要使用交流电驱 动，同时洗衣机的控制系统中也应 用了交流电信号处理技术。
工业领域中传感器监测技术应用实例
温度传感器
在工业生产过程中，温度传感器 被广泛应用于监测环境温度、设 备温度等参数，以保障生产安全
和提高产品质量。
压力传感器
压力传感器被应用于监测管道压 力、气缸压力等参数，以实现自
交变电流定义与特点
定义
大小和方向都随时间作周期性变 化的电流叫做交变电流，简称交 流（AC）。
特点
交变电流的大小和方向都随时间 变化，具有周期性。
正弦式交变电流波形图
正弦式交变电流的波形图呈正弦曲线形状，反映了电流随时间的 变化规律。
在波形图中，横轴表示时间，纵轴表示电流强度，波形曲线表示 电流随时间的变化。
02
传感器在交变电流中应用
传感器类型及工作原理
述
汇报人:XX
20XX-01-21
目
CONTENCT
录
• 交变电流基本概念 • 传感器在交变电流中应用 • 交变电流产生与描述方法 • 电阻、电感和电容对交变电流影响 • 实际生活中应用举例与问题分析 • 总结回顾与拓展延伸
01
交变电流基本概念
实验室环境下模拟实验设计与操作过程
2. 调节电源
调节交流电源的电压和 频率，以产生所需的交
变电流。
3. 观察现象
观察电流表和电压表的 读数变化，同时使用示 波器观察交变电流的波
形。
4. 分析数据
根据实验数据，分析交 变电流的性质和应用。
5. 总结归纳
总结实验结果，加深对 交变电流产生原理和应
用的理解。
洗衣机
洗衣机的电动机需要使用交流电驱 动，同时洗衣机的控制系统中也应 用了交流电信号处理技术。
工业领域中传感器监测技术应用实例
温度传感器
在工业生产过程中，温度传感器 被广泛应用于监测环境温度、设 备温度等参数，以保障生产安全
和提高产品质量。
压力传感器
压力传感器被应用于监测管道压 力、气缸压力等参数，以实现自
交变电流定义与特点
定义
大小和方向都随时间作周期性变 化的电流叫做交变电流，简称交 流（AC）。
特点
交变电流的大小和方向都随时间 变化，具有周期性。
正弦式交变电流波形图
正弦式交变电流的波形图呈正弦曲线形状，反映了电流随时间的 变化规律。
在波形图中，横轴表示时间，纵轴表示电流强度，波形曲线表示 电流随时间的变化。
02
传感器在交变电流中应用
传感器类型及工作原理
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函数表达式
磁通量
Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt
电动势 电压 电流
e＝Emsin ωt＝nBSωsin ωt
u＝Umsin
ωt
REm R+r
＝sin
ωt
i＝Imsin
ωt＝
Em R+r
sin ωt
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图像
7
第1节 交变电流的产生及描述
[典例] (2014·全国卷Ⅰ)如图10-1-1(a)，线圈ab、cd绕在
发电机示意图，线圈的 AB 边连在金属滑环 K 上，
CD 边连在滑环 L 上，导体制作的两个电刷 E、F
分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑 图 10-1-5 环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理，下列分析正
确的是
()
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大
B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大
(3)E＝Em2＝6 V，
外力所做的功 W＝Q＝RE＋2 rT＝7.2×10－2J。 答案：(1)i＝ 0.6 2sin 100πt(A) (2)2.7×10－2 Wb(3)7.2×10－2 J
第十章
交变电流
考点 内容
传感器 [备考指南]
要求 题型
把握考情
交变电流、 交变电流 Ⅰ 的图像 一、交变 电流的产 正弦交变 生及描述 电流的函 数表达式、 Ⅰ 峰值和有 效值
从近几年高考试题来看，
高考对本章内容的考查重点
有：交变电流的有效值、瞬
找 时值，变压器的原理及应用，
选择 规 远距离输电等知识。其中针
C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通
量最小
D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电
流最小
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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13
第1节 交变电流的产生及描述
解析：当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大， 磁通量变化率为零，感应电动势为零，线圈中的感应电流为零， 选项 A 正确 B 错误；当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间， 穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大， 感应电流最大，选项 C 正确 D 错误。
(2)转动过程中穿过线圈的最大磁通量；
(3)线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功。
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15
第1节 交变电流的产生及描述
解析：(1)由图得 e＝Emsin ωt＝6 2sin 100πt(V)
则电流 i＝R＋e r＝0.6 2sin 100πt(A)。
(2)Em＝BSω Em＝6 2 V
ω＝100πΦm＝BS＝ Eωm＝2.7×10－2 Wb。
答案：AC
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第1节 交变电流的产生及描述
3．(2015·连云港摸底)如图 10-1-6 甲所示为一台小型发电机的示 意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的 电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻 为 1.0 Ω，外接灯泡的电阻为 9.0 Ω。求：
图 10-1-6 (1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；
(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发 生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方 向改变两次。
(4)交变电动势的最大值Em＝nBSω，与转轴位置无关， 与线圈形状无关。
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6
第1节 交变电流的产生及描述
2．正弦式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
律 对变压器的原理及应用的题
目出现频率较高，常以选择
题的形式考查，分值一般为
6分。
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1
考 点 内 容 要求 题型
把握考情
二、变压 器电能的 输送
实验十一
理想变 Ⅱ
压器 远距离
Ⅰ 输电 传感器的简单 应用
选择、 计算
填空
预计2016年高考中， 对交流电的考查仍会集 明 中在有效值、瞬时值的 热 计算上，还会综合变压 点 器、远距离输电等知识 进行考查。
处于范围足够大的可转动的匀强磁场中，如
图10-1-3所示。该匀强磁场是由一对磁极N、
S产生，磁极以OO′为轴匀速转动。在t＝0时 图10-1-3 刻，磁场的方向与线圈平行，磁极N开始离开纸面向外转
动，规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映
线圈中感应电流I随时间t变化的图线是
()
图10-1-4
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。
(6)交变电流的峰值总是有效值的 2倍。
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(√) (× )
(×)
4
第1节 交变电流的产生及描述
要点一 正弦式交变电流的产生及变化规律
1．正弦式交变电流的产生
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第1节 交变电流的产生及描述
解析：磁极以OO′为轴匀速转动可等效为磁场不动线圈向相 反方向转动，在t＝0时刻，由右手定则可知，产生的感应电流 方向为a→b→c→d→a，磁场的方向与线圈平行，感应电流最 大，故选项C正确。
答案：C
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12
第1节 交变电流的产生及描述
2. (多选)(2015·广东名校质检)如图 10-1-5 所示为交流
(1)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： ①线圈平面与中性面重合时，S ⊥B，Φ 最大，ΔΔΦt ＝0，
e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。 ②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，ΔΔΦt 最大，
e最大，i最大，电流方向不改变。
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5
第1节 交变电流的产生及描述
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2
第1节
第1节 交变电流的产生及描述
交变电流的产生及描述
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3
第1节 交变电流的产生及描述
(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。
(×)
(3)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
[解析] 根据题图(b)可知：cd两端在时间0～0.5内产生
恒定的电压，根据法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通
量均匀变化，即
Δi Δt
为恒定不变，故选项C正确，A、B、D
错误。
[答案] C
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10
第1节 交变电流的产生及描述
[针对训练] 1. (2015·福州质检)有一不动的矩形线圈abcd，
同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得
线圈cd间电压如图(b)所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈
的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的
图中，可能正确的是
()
图10-1-1
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8
第1节 交变电流的产生及描述
图10-1-2
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9
第1节 交变电流的产生及描述