1、第十章 交變電流 傳感器考綱下載內容要求交變電流、交變電流的圖象正弦交變電流的函數表達式、峰值和有效值理想變壓器遠距離輸電實驗：傳感器的簡單使用考綱解讀1.在高考中，對交變電流的考查主要以選擇題的形式出現，考查的難度屬于中低難度。2.考查的知識比較集中，以正弦式電流的規律、理想變壓器的輸入輸出關系為主，結 合交變電流產生的圖象和變壓器的圖象進行考查。3.正弦式電流可以和其他知識點綜合考查，例如可以和示波器知識聯系起來，示波器 顯示的圖象可能表示交變電流。也可以和電場知識聯系起來，讓帶電粒子通過一個 交變電場運動。4.變壓器的原理、原副線圈的電壓、電流比及輸入功率與輸出功率的關系是考查的重點。

2、(1)本章內容以電磁感應知識為基礎，是楞次定律及法拉第電磁感應定律的具體應用。其知識特點是了解識記的基本概念較多，但重點內容突出，主要圍繞交變電流的產生、變化規律及表征交變電流的物理量這一中心展開，在此基礎上研究了變壓器的工作原理和遠距離輸電。另外，本章還介紹了傳感器的原理及其應用。 (2)對于交變電流產生的方法、交變電流瞬時值表達式的推導、理想變壓器的輸入功率和輸出功率的比較、正弦式交流電的有效值、瞬時值、峰值和平均值的理解等內容要記清楚，明確其中的相互聯系。 (3)要注意和本章知識點結合的小型綜合性題目的考查，以及和其他知識點的綜合性題目的考查。在本章內，可以結合遠距離輸電、變壓器、交變電

3、流的產生原理考查現實生活中的變壓及用電關系。對于和其他知識點結合，例如可以和電磁感應結合起來考查電流的方向的判斷方法和感應電動勢的大小和計算方法。 傳感器問題是近幾年高考中的新添加內容，但考查的頻率卻逐步提高。這類問題單獨考查的較少，多以綜合題目中的一個知識點加以體現，主要考查學生對傳感器基本特點的認識。因此，在復習中要熟練掌握各類傳感器的特點及其相應的電學特性。考點1 交變電流的產生和變化規律學案1 交 變 電 流1.正弦式電流的變化規律(線圈在中性面位置開始計時) 規律物理量函數圖象磁通量=mcost=BScost電動勢e=Emsint=nBSsint電壓u=Umsint=REm/(R+r

4、)sint電流i=Imsint=Em/(R+r)sint 2.對中性面的理解 (1)中性面是與磁場方向垂直的平面，是假想的參考面。 (2)線圈平面位于中性面時，穿過線圈平面的磁通量最大，而磁通量的變化率為零，產生的感應電動勢為零。 (3)線圈平面與中性面垂直時，穿過線圈平面的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，產生的感應電動勢最大。 (4)線圈每經過中性面一次電流方向就改變一次，線圈轉動一周，兩次經過中性面，所以電流的方向改變兩次。 3.交變電流瞬時值表達式的書寫基本思路： (1)確定正弦交變電流的峰值，根據已知圖象或由公式Em=nBS求出相應峰值。 (2)明確線圈的初始位置，找出對應的函數關系

5、式。 如：線圈從中性面開始轉動，則i-t圖象為正弦函數圖象，函數式為i=Imsint。 線圈從垂直中性面開始轉動，則i-t圖象為余弦函數圖象，函數式為i=Imcost。 在交變電流的產生過程中，要特別注意兩個特殊位置的不同特點。 (1)線圈平面與中性面重合時，SB，最大，/t=0，e=0，i=0電流方向將發生改變。 (2)線圈平面與中性面垂直時，SB，=0，/t最大，e最大，i最大，電流方向不改變。【例1】如圖所示，邊長為l的正方形線框abcd的匝 數為n，ad邊的中點和bc邊的中點的連線OO 恰好位于勻強磁場的邊界上，磁感應強度為 B，線圈與外電阻R構成閉合電路，整個線圈 的電阻為r。現在讓

6、線框以OO連線為軸， 以角速度勻速轉動，從圖示時刻開始計時， 求： (1)閉合電路中電流瞬時值的表達式； (2)當 時，電阻R兩端的電壓值。典例一交流電的產生及變化規律 【解析】(1)沿OO方向看去，磁場分布的側視圖如圖所示。 由圖可知，圖示時刻cd邊的切割方向與磁場平行， 故有e=0,i=0 (2)t=/200時，線圈轉過90，cd邊切割方向恰與磁場垂直，e=nBlv 其中，v=l/2 得e=(1/2)nBl2 i=e/(R+r)=nBl2/2(R+r) U=iR=nBl2R/2(R+r) (1)閉合電路歐姆定律及部分電路歐姆定律對交變電流也是適用的。 (2)注意不要遺漏線圈匝數n。 1如圖

7、所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO以角速度逆時針勻速轉動。以圖示位置時為計時起點，并規定當電流自dcbadc時電流方向為正。則下列四幅圖中正確的是( )A考點2 描述交變電流的物理量 1.對交變電流“有效值”的理解 (1)交變電流的有效值是根據電流的熱效應進行定義的，所以進行有效值計算時，要緊扣電流通過電阻生熱進行計算。注意“三同”；“相同電阻”上、“相同時間”內、產生“相同熱量”。計算時“相同時間”一般取一個周期的時間。 (2)在交流電路中，電壓表、電流表、功率表等電工儀表的示數均為交變電流的有效值。在沒有具體說明的情況下，所給出的交流電的電壓、電流及電功

8、率指的都是有效值。 (3)非正弦交變電流的有效值，應按有效值的定義計算。電流名稱電流圖象有效值正弦式交變電流正弦半波電流正弦單向脈動電流矩形脈動電流非對稱性交變電流(4)幾種典型交變電流的有效值 例如，上表中非對稱性交變電流有效值的計算要根據“三同”列方程(在一個周期內)(U12/R)(T/2)+(U22/R)(T/2)=(U2/R)T，所以 。 (1)計算有效值時要注意根據電流的熱效應，把握住“三同”；“相同時間”內“相同電阻”上產生“相同熱量”列式求解。 (2)利用兩類公式Q=I2Rt和Q=(U2/R)t可分別求得電流有效值和電壓有效值。 (3)若圖象部分是正弦(或余弦)交流電，其中的1/

9、4和1/2周期部分可直接應用I=Im/ ，U=Um/ 的關系。2.交變電流“四值”的比較 在進行交變電流相關的計算時，一定要注意題中具體應用的是什么物理量，根據上述的適用情況恰當的選擇“四值”。物理量物理意義重要關系適用情況及說明瞬時值交變電流某一刻的值e=Emsinti=Imsint計算線圈某時刻的電流情況和感應電動勢情況，該式是從中性面開始計時峰值最大的瞬時值Em=nBS討論電容器的擊穿電壓有效值跟交變電流熱效應等效的恒定電流值對正弦式交變電流計算與熱效應有關的物理量銘牌上額定電壓或額定電流值，交流電表的讀數保險絲的熔斷電流平均值交變電流圖象中圖線和時間軸所圍成的面積與時間的比值計算通過電

10、路橫截面積的電荷量【例2】如圖所示是一交流電壓隨時間變化 的圖象，此交流電壓的有效值等于_。交變電流有效值的計算 【解析】如圖所示給出的是一方波交流電，周期為=0.3，前 時間內1=100V，后 時間內2=-50。設該交流電壓的有效值為，根據有效值的定義，有 代入已知數據，解得= 公式 和 只適用于正弦式交變電流，對于非正弦式交變電流的有效值，則應根據電流的熱效應求解。典例二【答案】 多數同學家里都有調光臺燈、調速電風扇，過去是用變壓器來實現的，缺點是成本高、體積大、效率低，且不能任意調節燈的亮度或電風扇的轉速。現在的調光燈、調速風扇是用可控硅電子元件來實現的，如圖所示為經過一個可控硅調節后加

11、在電燈上的電壓。即在正弦交變電流的每一個二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，調節臺燈上的旋鈕可以控制截去的多少，從而改變電燈上的電壓。那么現在電燈上的電壓為多少？ 2典例三對交變電流“四值”的理解【例3】如圖所示，勻強磁場的磁感應強度 B=0.5 T，邊長L=10 cm的正方形線圈 abcd共100匝，線圈電阻r=1 ，線圈繞 垂直于磁感線的對稱軸OO勻速轉動， 角速度=2 rad/s，外電路電阻R=4 ， 求： (1)轉動過程中感應電動勢的最大值； (2)由圖示位置（線圈平面與磁感線平行）轉過60角時的瞬 時感應電動勢； (3)由圖示位置轉過60角的過程中產生的平均感應電動勢； (4)交

12、變電壓表的示數； (5)線圈轉動一周外力所做的功； (6)1/6周期內通過R的電荷量為多少？ 【解析】 (1)感應電動勢的最大值Em=nBS=3.14 V。 （2）轉過60時的瞬時感應電動勢為 e=Emcos60=3.140.5 V=1.57 V。 (3)轉過60角過程中產生的平均感應電動勢為 =n/t=nBSsin60/(1/6)T=1000.50.10.1( /2)/(1/6)(2/2) V=2.6 V。 (4)電壓表示數為外電路電壓的有效值 U=E/(R+r)R=(3.14/ )/(4+1)4V=1.78 V (5)轉動一周所做的功等于電流產生的熱量 W=Q=(Em/ )21/(R+r)T=0.99 J (6)1/6周期內通過電阻R的電荷量為 Q= (T/6)= /(R+r)(T/6)=nBSsin60/(T/6)(R+r)(T/6)=nBSsin60/(R+r)=0.0866 C。 (1)明確“四值”的意義及求解方法。 (2)注意“四值”的不同，例如，求解電流做功時，應用有效值，而求解通過的電荷量時，應用平均值。 如圖所