第十章第1單元交變電流的產生及描述

第十章

交變電流傳感器高考目標復習指導交變電流，交變電流的圖象Ⅰ正弦交變電流的函數(shù)表達式，峰值和有效值

Ⅰ理想變壓器

Ⅰ遠距離輸電

Ⅰ實驗十一：傳感器的簡單應用1.從近三年的高考考點分布來看，高考對交變電流的考查多集中在變壓器的原理、交變電流的有效值、交變電流的平均值以及遠距離輸電等知識的理解和應用上．其中針對變壓器的原理及應用的題目出現(xiàn)的頻率非常高.2.題型：以選擇題為主．3.復習時應重點理解交流電的產生及描述，掌握變壓器的電壓比和電流比，了解變壓器的電壓、電流和功率的決定因素，熟悉遠距離輸電的流程圖.第一單元交變電流的產生和描述一．交變電流的產生和變化規(guī)律1、交變電流：大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流．2、正弦式交變電流的產生：將線圈置于勻強磁場中，并繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，線圈中就會產生正弦式交變電流．A①線圈位于中性面時，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應電動勢為零．②線圈每經過中性面一次，電流的方向就改變一次．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、中性面⑴定義：與磁場方向垂直的平面．⑵特點：Bacbd⑵電動勢e

隨時間變化規(guī)律：

e＝Emsinωt(Em=NBSω)4、正弦式交變電流的變化規(guī)律和圖象(線圈在中性面位置開始計時)⑷電流i

隨時間變化規(guī)律：

i＝Imsinωt[Em/(R+r)]⑶電壓u

隨時間變化規(guī)律：

u＝Umsinωt[EmR/(R+r)]⑴磁通量Φ隨時間變化規(guī)律：

Φ=Φmcosωt（Φm=BS)⑶線圈從中性面開始計時，函數(shù)表達式e＝Emsinωt，從垂直中性面開始計時，函數(shù)表達式e＝Emcosωt.⑷只要線圈在勻強磁場中繞線圈平面內垂直于磁場的軸勻速轉動，就產生正弦式交流電，其變化規(guī)律與線圈的形狀、與轉動軸處于線圈平面內哪個位置無關．⑵線圈平面與中性面垂直時，磁通量為零．磁通量的變化率最大，e

最大，i

最大，電流方向不改變。⑴線圈平面與中性面重合時，磁通量最大，磁通量的變化率為零，e=0，I=0，電流方向將發(fā)生改變。

[思維啟動]設線圈從中性面起經時間t轉過角度θ，則

θ＝ωt，此時兩邊ab、cd速度方向與磁感線方向的夾角分別為ωt和(180°－ωt)，如圖10－1－1所示，它們產生的感應電動勢同向相加，整個線圈中的感應電動勢為：圖10－1－1①__________________。因為②v＝__________，代入上式中得③

e＝________________。對純電阻電路，設閉合電路總電阻為R，由歐姆定律得閉合回路的電流瞬時值④________________。

[應用升級]1．一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖像如圖10－1－3甲所示，則下列說法正確的是 (

)圖10－1－3A．t＝0時刻，線圈平面與中性面垂直B．t＝0.01s時刻，Φ的變化率最大C．t＝0.02s時刻，交流電動勢達到最大D．該線圈產生的交流電動勢的圖像如圖乙所示⑵頻率f：交變電流在單位時間(1s)內完成周期性變化的次數(shù)，單位是赫茲(Hz)．二．描述交變電流的物理量1、周期和頻率⑴周期T：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉一周)所需的時間，單位是秒(s)．公式：T＝2π/ω.⑶周期和頻率的關系T＝1/f或f＝1/T.2、交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值⑴瞬時值：交變電流某一瞬時的值，是時間的函數(shù)．⑵峰值：交變電流所能達到的最大值．當考慮某電學元件（電容器、晶體管等）的擊穿電壓時，指最大電壓。⑷平均值：線圈在轉動過程中從一個位置到另一位置所產生的電動勢的平均值，稱為該過程的平均電動勢。⑶有效值：讓交變電流與恒定電流分別通過阻值相等的電阻，如果它們在相同的時間內產生的熱量相等，則這個恒定電流的數(shù)值規(guī)定為這個交變電流的有效值．

通常所說的交變電流的電壓、電流以及交流電表的讀數(shù)，保險絲的熔斷電流，電器設備“銘牌”上所標的電壓、電流值都是指有效值。求解交變電流的電熱問題時，必須用有效值計算。計算有關電荷量時只能用平均值。正弦交變電流的有效值與峰值之間的關系

[思維啟動]如圖10－1－4所示，間距為L的光滑平行金屬導軌，水平地放置在豎直方向的磁感應強度為B的勻強磁場中，一端接阻值為R電阻。一圖10－1－4個電阻是R0，質量為m的導體棒放置在導軌上，在外力F作用下從t＝0的時刻開始運動，其速度隨時間的變化規(guī)律為v＝vmaxsinωt。不計導軌電阻，則：2.小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉動，

產生的感應電動勢與時間呈正

弦函數(shù)關系，如圖10－1－5所

示。此線圈與一個R＝10Ω的電阻構成閉合電路，不計電路的其他電阻。下列說法正確的是(

)圖3

圖4圖5方向成45°夾角,由E=2Blv⊥,可得E=2×Blv=Em,即此時電流是最大值的倍,由圖b還能觀察到,線圈在接下來45°的轉動過程中,ad、bc兩邊的切割速度越來越小,所以感應電動勢應減小,感應電流應減小,綜合上述三點可知D項正確.答案

D方法提煉

解決此類問題要把線圈在勻強磁場中的具體位置與圖象上的時