（三维设计）2016年高三物理一轮复习（word版） 第十章交变电流传感器

（三维设计）2016年高三物理一轮复习（word版） 第十章交变电流传感器内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 ! 交变电流传感器备考指南考 点 内 容 要求 题型 把 握 考 情交变电流、交变电流的图像 一、交变电流的产生及描述正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值选择找规律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、瞬时值，变压器的原理及应用，远距离输电等知识。 其中针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。 理想变压器 二、变压器电能的输送 远距离输电 选择、计算实验十一 传感器的简单应用 填空明热点预计 2016 年高考中，对交流电的考查仍会集中在有效值、瞬时值的计算上，还会综合变压器、远距离输电等知识 2、进行考查。 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，线圈中的感应电动势为零，电流方向发生改变。 ()高中物理资源下载平台世昌的博客 (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 倍。 ()2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 3、点：线圈平面与中性面重合时，S B， 最大， 0， e0，i0，电流方向将发生线圈平面与中性面垂直时，SB，0， 最大，e 最大，i 最大，电流方向不改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 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)规律物理量函数表达式 图像磁通量 teE tut it r典例 (2014 全国卷) 如图 1011(a)，线圈 ab、在同一软铁芯上，在 圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈 电压如图(b) 所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈 4、的电流成正比，则下列描述线圈 电流随时间变化关系的图中，可能正确的是()高中物理资源下载平台世昌的博客 11图 1012解析 根据题图(b) 可知：端在时间 0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 为恒定不变，故选项 C 正确，A、B、D 错误。 案 C针对训练1.(2015福州质检)有一不动的矩形线圈 于范围足够大的可转动的匀强磁场中，如图 1013 所示。 该匀强磁场是由一对磁极 N、S 产生，磁极以 轴匀速转动。 在t0 时刻，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abcda 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 5、的图线是()图 1013高中物理资源下载平台世昌的博客 14解析：选 C磁极以 轴匀速转动可等效为磁场不动线圈向相反方向转动，在t0 时刻，由右手定则可知，产生的感应电流方向为 a bcda，磁场的方向与线圈平行，感应电流最大，故选项 C 正确。 2.(多选)(2015广东名校质检)如图 1015 所示为交流发电机示意图，线圈的 连在金属滑环 K 上，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()图 1015A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 6、中的感应电流最大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解析：选 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。 3(2015连云港摸底)如图 1016 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 ，外接灯泡的电阻为。 求：高 7、中物理资源下载平台世昌的博客 16(1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；(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。 解析：(1)由图得 eE t6 00t(V)2则电流 i 0.6 00t(A)。 r 2(2)6 00 m102 )E 6 V，Q T0 2 J。 1)i 0.6 00t(A)(2)0 2 )02 效值的理解与计算1公式法利用 E 、 U 、I 计算，只适用于正(余) 弦式交变电流。 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 8、。 典例 电阻 2 与交流电源按照图 1017 甲所示方式连接， 0 ，R 220。 合上开关 S 后，通过电阻 正弦式交变电流 i 随时间 t 变化的情况如图乙所示。 则()图 1017高中物理资源下载平台世昌的博客 通过 电流有效值是 BR 1 两端的电压有效值是 6 过 电流有效值是 2 两端的电压最大值是 6 析 首先从交流电图像中找出交变电流的最大值即通过 2A，由正弦式交变电流最大值与有效值的关系 I 可知其有效值为 ，由于 以通过 ，选项 A、C 错；R 1两端电压有效值为R 16 V，选项 B 对；R 2两端电压最大值为 20 V12 V，选项2 2D 错。 答案 B多维探究变式 1 9、把图像下半部分翻到 t 轴的上面正弦交流电是由闭合线圈在匀强磁场中匀速转动产生的。 线圈中感应电动势随时间变化的规律如图 1018 所示，则此感应电动势的有效值为_ V。 图 1018解析：由有效值的定义式得： 2 T，得：U220 V。 (3112)2R 220 上下波形的最大值不一致电压 u 随时间 t 的变化情况如图 1019 所示，求电压的有效值。 高中物理资源下载平台世昌的博客 19解析：由有效值的定义式得： T，得：U55 V(1562)2R 112)2R 2R 10答案：55 把波形的后半周期去掉家用电子调光灯的调光功能是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分来实现的，由截去部 10、分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调，比过去用变压器调压方便且体积小。 某电子调光灯经调整后电压波形如图 10110 所示，求灯泡两端的电压的有效值。 图 10110解析：从 ut 图像看出，每个周期的前半周期是正弦图形，其有效值为 ；后半据有效值的定义， T 0，解得 U。 2)2R 把正余弦波形变成矩形波形如图 10111 所示，表示一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电的有效值是()图 10111A5 A B高中物理资源下载平台世昌的博客 D5 D交流电的有效值是根据其热效应定义的，它是从电流产生焦耳热相等的角度出发，使交流电与恒定电流等效。 设交流电的有效值为 I，令该交变电流通过一阻 11、值为 R 的纯电阻，在一个周期内有：I 2 R I R。 21 5 A。 在电阻两端并联二极管如图 10112 所示电路，电阻 电阻 值相同，都为 R，和 联的 D 为理想二极管( 正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大 )，在 A、B 间加一正弦交流电 u20 00t V，则加在 的电压有效值为( )2图 10112A10 V B20 5 V D5 D电压值取正值时，即在前半个周期内，二极管电阻为零，R 2上的电压等于输入电压值，电压值取负值时，即在后半周期内，二极管电阻无穷大可看作断路，R 2上的电压等于输入电压值的一半，据此可设加在 ，根据电流的热效应，在一个周期内满足 T ，可求出 U5 V。 故选项 D 正确。 02020要点三交变电流“四值”的应用对交变电流“四值”的比较和理解物理量 物理意义 适用情况及说明瞬时值eE 大值)Emr 讨论电容器的击穿电压高中物理资源下载平台世昌的博客 ( 余)弦交流电有：E)计算与电流的热效应有关的量( 如电功、电功率、电热等)(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值(4)电表的读数为有效值平均值v角练通1(多选)(2015河北联考调研)如图 10113 所示，有一矩形线圈，面积为 S，匝数为N，内阻为 r，绕垂直磁感线的对称轴 角度速 匀速转动，。