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

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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第1节 交变电流的产生及描述
图10-1-2
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第1节 交变电流的产生及描述
[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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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，
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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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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
(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
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
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)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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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
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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(√) (× )
(×)
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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
(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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第1节 交变电流的产生及描述
(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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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。
第十章
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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
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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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。
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
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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。
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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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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
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
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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
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；