1、第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器考綱展示考綱展示1交變電流、交變電流的圖象交變電流、交變電流的圖象2正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值3理想變壓器理想變壓器4遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)十一：傳感器的簡(jiǎn)單使用實(shí)驗(yàn)十一：傳感器的簡(jiǎn)單使用說明：說明：1.不要求討論交變電流的相位和相位不要求討論交變電流的相位和相位差的問題差的問題2只限于單相理想變壓器只限于單相理想變壓器2016高考導(dǎo)航高考導(dǎo)航第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器 熱點(diǎn)視角熱點(diǎn)視角1交變電流的四值計(jì)算以及變壓器的原理和應(yīng)用是高考考查交變電流的四值計(jì)算以及變壓器的原理和應(yīng)用是高考考查的

2、熱點(diǎn)，題型以選擇題為主的熱點(diǎn)，題型以選擇題為主2傳感器在生產(chǎn)和科技中的應(yīng)用越來越廣泛，這使傳感器的傳感器在生產(chǎn)和科技中的應(yīng)用越來越廣泛，這使傳感器的原理及應(yīng)用在高考中出現(xiàn)的可能性有所增加原理及應(yīng)用在高考中出現(xiàn)的可能性有所增加3本章知識(shí)與生產(chǎn)、生活聯(lián)系緊密，理論聯(lián)系實(shí)際的題目出本章知識(shí)與生產(chǎn)、生活聯(lián)系緊密，理論聯(lián)系實(shí)際的題目出現(xiàn)的可能性較大，如涉及民生的遠(yuǎn)距離輸電問題現(xiàn)的可能性較大，如涉及民生的遠(yuǎn)距離輸電問題第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器第一節(jié)交變電流的產(chǎn)生和描述第一節(jié)交變電流的產(chǎn)生和描述第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器一

3、、交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律一、交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律1交變電流交變電流大小和方向隨時(shí)間做大小和方向隨時(shí)間做_變化的電流變化的電流2正弦交流電正弦交流電(1)產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，線圈繞產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，線圈繞_方向的軸勻方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)速轉(zhuǎn)動(dòng)周期性周期性垂直于磁場(chǎng)垂直于磁場(chǎng)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器(2)中性面中性面定義：與磁場(chǎng)方向定義：與磁場(chǎng)方向_的平面的平面特點(diǎn)：線圈位于中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量特點(diǎn)：線圈位于中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量_，磁通量的變化率為磁通量的變化率為_，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為_線圈線圈每經(jīng)過中性面一次，電流的方向就改變一次每經(jīng)過中性

4、面一次，電流的方向就改變一次(3)圖象：用以描述交變電流隨時(shí)間變化的規(guī)律，如果線圈從圖象：用以描述交變電流隨時(shí)間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，其圖象為中性面位置開始計(jì)時(shí)，其圖象為_曲線曲線垂直垂直最大最大零零零零正弦正弦欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器 1.(單選單選)關(guān)于線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電關(guān)于線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流，下列說法中正確的是流，下列說法中正確的是()A線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向不變次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向不變B線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的

5、方向改變一次線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變一次C線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都改變一次方向都改變一次D線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都改變線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都改變一次一次C欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器二、描述交變電流的物理量二、描述交變電流的物理量1交變電流的周期和頻率的關(guān)系：交變電流的周期和頻率的關(guān)系：T_.2峰值和有效值峰值和有效值(1)峰值：交變電流的峰值是它能達(dá)到的峰值：交變電流的峰值是它能達(dá)到的_(2)有效值：讓交流與恒定電流分別通過大小有效值：

6、讓交流與恒定電流分別通過大小_的電的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的_相等，則相等，則這個(gè)恒定電流這個(gè)恒定電流I、恒定電壓、恒定電壓U就是這個(gè)交變電流的有效值就是這個(gè)交變電流的有效值最大值最大值相同相同熱量熱量欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器(3)正弦式交變電流的有效值與峰值之間的關(guān)系正弦式交變電流的有效值與峰值之間的關(guān)系I_，U_，E3平均值：平均值： _ .特別提示：特別提示：通常所說交變電流、電壓的數(shù)值，各種交流電器通常所說交變電流、電壓的數(shù)值，各種交流電器設(shè)備所標(biāo)的額定電壓和額定電流的數(shù)值，一般交流電表測(cè)量設(shè)備所標(biāo)的額定

7、電壓和額定電流的數(shù)值，一般交流電表測(cè)量的數(shù)值，都是指有效值的數(shù)值，都是指有效值(除非有特殊說明除非有特殊說明)欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器 2.(單選單選)小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示此線圈與一個(gè)系，如圖所示此線圈與一個(gè)R10 的電阻構(gòu)成閉合電的電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì)電路的其他電阻，下列說法正確的是路，不計(jì)電路的其他電阻，下列說法正確的是()C欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器考點(diǎn)考點(diǎn)一一

8、交變電流的變化規(guī)律交變電流的變化規(guī)律考點(diǎn)二考點(diǎn)二 交流電有效值的求解交流電有效值的求解考點(diǎn)考點(diǎn)三三 交變電流的交變電流的“四值四值”的比較的比較欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器考點(diǎn)一交變電流的變化規(guī)律考點(diǎn)一交變電流的變化規(guī)律1正弦式交變電流的變化規(guī)律正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí)線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí)) 函數(shù)函數(shù)圖象圖象磁通量磁通量電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)電壓電壓電流電流mcos tBScos teEmsin tnBSsin t欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器 (單選單選)如圖甲所

9、示，一矩形線圈如圖甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過中，并繞過ab、cd 中點(diǎn)的軸中點(diǎn)的軸OO以角速度以角速度 逆時(shí)針勻逆時(shí)針勻 速轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)若以線動(dòng)若以線 圈平面與磁場(chǎng)夾角圈平面與磁場(chǎng)夾角45時(shí)時(shí) (如圖乙如圖乙) 為計(jì)時(shí)起為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向流向b時(shí)電流方向?yàn)檎齽t下圖所示的時(shí)電流方向?yàn)檎齽t下圖所示的四幅圖中正確的是四幅圖中正確的是()D欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥確定感應(yīng)電流的變化圖象，應(yīng)從三個(gè)方面分確定感應(yīng)電流的變化圖象，應(yīng)從三個(gè)方面分析：析：(1)感應(yīng)電流的方向，感應(yīng)電流的方向，(2)

10、感應(yīng)電流的大小及變化趨勢(shì)，感應(yīng)電流的大小及變化趨勢(shì)，(3)t0時(shí)的大小和方向時(shí)的大小和方向欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器總結(jié)提升總結(jié)提升解決交變電流圖象問題的三點(diǎn)注意解決交變電流圖象問題的三點(diǎn)注意(1)只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，電流的瞬時(shí)值表達(dá)式只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，電流的瞬時(shí)值表達(dá)式才是正弦形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線圈才是正弦形式，其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān)平面內(nèi)的位置無關(guān)(2)注意峰值公式注意峰值公式EmnBS中的中的S為有效面積為有效面積(3)在解

11、決有關(guān)交變電流的圖象問題時(shí)，應(yīng)先把交變電流的圖在解決有關(guān)交變電流的圖象問題時(shí)，應(yīng)先把交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來，再根據(jù)特殊位置求特征解象與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來，再根據(jù)特殊位置求特征解欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器 1.(單選單選)矩形線圈矩形線圈abcd在如圖所示的磁場(chǎng)中以恒定在如圖所示的磁場(chǎng)中以恒定的角速度的角速度繞繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，其中邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，其中ab邊邊左側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是右側(cè)磁場(chǎng)的左側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小是右側(cè)磁場(chǎng)的2倍在倍在t0時(shí)刻線時(shí)刻線圈平面與紙面重合，且圈平面與紙面重合，且cd邊正在向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)

12、規(guī)定圖示箭頭邊正在向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定圖示箭頭方向?yàn)殡娏髡较颍瑒t線圈中電流隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線應(yīng)方向?yàn)殡娏髡较颍瑒t線圈中電流隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線應(yīng)是是()A欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器解析：繞垂直磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈能夠產(chǎn)生的最大感應(yīng)電解析：繞垂直磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈能夠產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì)EmNBS，所以線圈在左側(cè)磁場(chǎng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以線圈在左側(cè)磁場(chǎng)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值是右側(cè)磁場(chǎng)中最大值的最大值是右側(cè)磁場(chǎng)中最大值的2倍，再利用楞次定律分析感應(yīng)倍，再利用楞次定律分析感應(yīng)電流方向，可知選項(xiàng)電流方向，可知選項(xiàng)A正確正確欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十

13、章交變電流傳感器考點(diǎn)二交流電有效值的求解考點(diǎn)二交流電有效值的求解1正弦式交流電有效值的求解正弦式交流電有效值的求解2非正弦式交流電有效值的求解非正弦式交流電有效值的求解交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)(電流通過電阻生熱電流通過電阻生熱)進(jìn)行定義的，所以進(jìn)行有效值計(jì)算時(shí)，要緊扣電流通過電阻進(jìn)行定義的，所以進(jìn)行有效值計(jì)算時(shí)，要緊扣電流通過電阻生生 熱熱 ( 或熱功或熱功 率率 ) 進(jìn)進(jìn) 行計(jì)算注行計(jì)算注 意意“三三 同同”：即：即“相相 同電同電阻阻”，“相同時(shí)間相同時(shí)間”內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)產(chǎn)生“相同熱量相同熱量”計(jì)算時(shí)計(jì)算時(shí)“相同時(shí)相同時(shí)間間”要取周期的整數(shù)倍，一般取一

14、個(gè)周期要取周期的整數(shù)倍，一般取一個(gè)周期欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器 (單選單選)(2015沈陽質(zhì)檢沈陽質(zhì)檢)如圖所示為一交流如圖所示為一交流電壓隨時(shí)間電壓隨時(shí)間變化的圖象每個(gè)周期內(nèi)，前三分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化的圖象每個(gè)周期內(nèi)，前三分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得，此交變化，后三分之二周期電壓恒定根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得，此交流電壓的有效值為流電壓的有效值為()C欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器 2.(單選單選)(2015江西九所重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考江西九所重點(diǎn)中

15、學(xué)聯(lián)考)如圖如圖所示的所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電阻為電阻為R、半徑為半徑為L(zhǎng)、圓心角為、圓心角為45的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(O軸位于磁場(chǎng)邊界軸位于磁場(chǎng)邊界)則線框內(nèi)產(chǎn)生的則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為感應(yīng)電流的有效值為()D欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器考點(diǎn)三交變電流的考點(diǎn)三交變電流的“四值四值”的比較的比較物理含義物理含義重要關(guān)系重要關(guān)系適用情況適用情況瞬時(shí)值瞬時(shí)值

16、峰值峰值交變電流某一交變電流某一時(shí)刻的值時(shí)刻的值eEmsin t計(jì)算線圈某一時(shí)計(jì)算線圈某一時(shí)刻的受力情況刻的受力情況最大的瞬時(shí)值最大的瞬時(shí)值確定用電器的確定用電器的耐壓值，電容耐壓值，電容器的擊穿電壓器的擊穿電壓欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器物理含義物理含義重要關(guān)系重要關(guān)系適用情況適用情況有效值有效值平均值平均值跟交變電流跟交變電流的熱效應(yīng)等的熱效應(yīng)等效的恒定電效的恒定電流值流值(1)計(jì)算與電流熱效應(yīng)相計(jì)算與電流熱效應(yīng)相關(guān)的量關(guān)的量(如功率、熱量如功率、熱量)(2)交流電表的測(cè)量值交流電表的測(cè)量值(3)電器設(shè)備標(biāo)注的額定電器設(shè)備標(biāo)注的額定電壓、額定電流電壓、額定電流(

17、4)保險(xiǎn)絲的熔斷電流保險(xiǎn)絲的熔斷電流交變電流圖交變電流圖象中圖線與象中圖線與時(shí)間軸所夾時(shí)間軸所夾面積與時(shí)間面積與時(shí)間的比值的比值計(jì)算通過電路計(jì)算通過電路截面的電荷量截面的電荷量欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器D欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流

18、傳感器第十章交變電流傳感器物理思想物理思想等效法求解交流電問題等效法求解交流電問題 (多選多選)(2015東北三校聯(lián)考東北三校聯(lián)考)如圖所示，空如圖所示，空間中有范圍間中有范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向豎直向下，在其間豎直放足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向豎直向下，在其間豎直放 置兩置兩彼此正對(duì)的相同金屬圓環(huán)，兩環(huán)相距彼此正對(duì)的相同金屬圓環(huán)，兩環(huán)相距L，用導(dǎo)線將環(huán)，用導(dǎo)線將環(huán) 與外與外 電電阻相連，現(xiàn)用外力使金屬桿沿兩環(huán)做勻速圓周阻相連，現(xiàn)用外力使金屬桿沿兩環(huán)做勻速圓周 運(yùn)動(dòng)若已知運(yùn)動(dòng)若已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，圓環(huán)半徑為，圓環(huán)半徑為R，桿轉(zhuǎn)動(dòng)角速，桿轉(zhuǎn)動(dòng)角速 度為度為，金，金屬桿和電阻的阻值均為屬桿和電阻的阻值均為r，其他電阻不計(jì)，則，其他電阻不計(jì)，則( )BC欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)引第十章交變電流傳感器第十章交變電流傳感器欄目欄目導(dǎo)引導(dǎo)