!10 交变电流 传感器

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区再用降压变压器降到所需的电压，基本电路如图所示． 降压变压器
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交变电流 传感器
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[解析] 根据理想变压器原、副线圈上电压、电流的决 定关系知：在输入电压 U1 不变的情况下，U2 不变．当保持 Q 的位置不动， 滑动头 P 向上滑动时， 副线圈上的电阻增大， 电流减小， 故输入电流 I 亦随着减小， 即电流表的示数变小， A 错误，B 正确；当保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时， U1 n1 由 ＝ 知，副线圈上匝数增大，引起副线圈上电压增大， U2 n2 即副线圈上电流增大，故原线圈上的电流亦随着增大，故电 流表的示数增大，C 正确，D 错误．
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n1 (1)U1 不变， 发生变化，故 U2 变化． n2 (2)R 不变，U2 改变，故 I2 发生变化． U2 2 (3)根据 P2＝ ，P2 发生变化，再根据 P1＝P2，故 P1 R 变化，P1＝U1I1，U1 不变，故 I1 发生变化． 3．分析动态问题的思路程序可表示为：

新课标2021版高考物理一轮复习第十章交变电流传感器第1讲交变电第十章交变电流传感器【研透全国卷】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.预测在2021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、远距离输电等知识进行考查.考点内容交变电流、交变电流的图象一、交变电流的产生及描述正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值二、变压器、电能的输送第1讲交变电流的产生和描述知识点一交变电流、交变电流的图象 1.交变电流(1)定义：和都随时间做周期性变化的电流. (2)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流. 2.正弦式交变电流的产生和图象(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕方向的轴匀速转动.(2)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线.答案：1.(1)大小方向 2.(1)垂直于磁场知识点二正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值 1.周期和频率理想变压器远距离输电Ⅱ Ⅰ 选择、计算Ⅰ 要求题型实验必考Ⅰ 选择 1.实验内容传感器的简单应用 2.命题形式填空2π(1)周期(T)：交变电流完成变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T＝. ω(2)频率(f)：交变电流在1 s内完成周期性变化的.单位是赫兹(Hz). (3)周期和频率的关系：T＝或f＝.2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时) (1)电动势e随时间变化的规律：e＝. (2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝.(3)电流i随时间变化的规律：i＝.其中ω等于线圈转动的，Em＝. 3.交变电流的瞬时值、峰值、有效值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数.(2)峰值：交变电流(电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值.(3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值.对正弦式交变电流，其有效值和峰值的关系为：E＝，U＝，I＝.11答案：1.(1)一次周期性 (2)次数 (3)fT2.(1)Emsin ωt (2)Umsin ωt (3)Imsin ωt 角速度nBSω 3.(3)EmUmIm222(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)线圈经过中性面时产生的感应电动势最大.( ) (4)在一个周期内，正弦交流电的方向改变两次.( )(5)最大值和有效值之间的2倍关系只适用于正弦(余弦)交流电.( ) (6)交流电压表及交流电流表的读数均为峰值.( ) 答案：(1) (2) (3) (4)√ (5)√ (6)考点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：ΔΦ①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将Δt发生改变.ΔΦ②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向Δt不改变.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象磁通量Φ＝Φmcos ωt ＝BScos ωt 电动势 e ＝Emsin ωt ＝nBSωsin ωt u＝Umsin ωt 电压＝REmsin ωt R＋r i＝Imsi n ωt 电流＝EmR＋rsin ωt考向1 交流电的产生[典例1] (多选)如图所示为交流发电机示意图，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 [答案] AC考向2 交流电的变化规律[典例2] (多选)图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，?为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示.以下判断正确的是( )甲乙 A.电流表的示数为10 AB.线圈转动的角速度为50π rad/sC.t＝0.01 s时，线圈平面与磁场方向平行D.t ＝0.02 s时，电阻R中电流的方向自右向左[解析] 电流表测量的是电路中电流的有效值I＝10 A，选项A正确.由题图乙可知，T2π＝0.02 s，所以ω＝＝100π rad/s，选项B错误.t＝0.01 s 时，电流最大，线圈平面与T磁场方向平行，选项C正确.t＝0.02 s时，线圈所处的状态就是图示状况，此时R中电流的方向自左向右，选项D错误.[答案] AC[变式1] 矩形线圈abcd在如图所示的磁场中以恒定的角速度ω绕ab边转动，磁场方向垂直纸面向里，其中ab边左侧磁场的磁感应强度大小是右侧磁场的2倍.在t＝0时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正在向纸外转动.规定图示箭头方向为电流正方向，则线圈中电流随时间变化的关系图线应是( )A BC D答案：A 解析：绕垂直磁场的轴转动时，线圈能够产生的最大感应电动势Em＝nBSω，因左侧磁场的磁感应强度大小是右侧磁场的2倍，所以线圈在左侧磁场中产生的感应电动势最大值是右侧磁场中最大值的2倍，再利用楞次定律分析感应电流方向，可知选项A正确.求解交变电流变化规律有关问题的三点注意(1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式.其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关.(2)注意峰值公式Em＝n BSω中的S为有效面积.(3)在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特征解.考点有效值的理解和计算1.正弦交变电流的有效值可利用公式E＝表示正弦交流电的峰值.2.交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算.注意“三同”即“相同电阻”上，“相同时间”“内产生”“相同热量”.计算时“相同时间”至少要取一个周期的时间.3.在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值.在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流及电功率指的都是有效值.[典例3] 如图所示为交变电流随时间变化的图象，则交变电流的有效值为( )Em2、U＝Um、I＝直接计算，其中Em、Um、Im22ImA.52 A C.72 A 2B.5 A D.3.5 A22[解析] 设交变电流的有效值为I，根据有效值的定义，IRT＝(42 A)R＋(322A)R，解得I＝5 A，选项B正确.2[答案] B[变式2] 如图所示为一交流电压随时间变化的图象.每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定.根据图中数据可得，此交流电压的有效值为2TT感谢您的阅读，祝您生活愉快。

第十章交变电流传感器(1)从近三年高考试题考点分布可以看出，高考对本章内容的考查重点有变压器的原理及应用、交变电流的有效值、交变电流的平均值以及远距离输电等知识的理解和应用。

其中针对变压器的原理及应用的题目出现的频率非常高，另外交流电的最大值、瞬时值、平均值、有效值的计算和应用也是考查频率较高的知识点。

(2)高考对本章内容的考查主要以选择题的形式出现，多和电路相结合进行命题。

试题难度一般在中等及中等偏下的层次。

2015高考考向前瞻| 预计在2015年高考中，对交流电的考查仍会集中在上述知识点上，仍将通过交变电流的图像考查交变电流的四值、变压器等问题，以分值不超过6分的选择题为主。

第1节交变电流的产生及描述交变电流的产生及变化规律[想一想]线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交流电，对转轴方位有何要求？电动势的最大值(峰值)跟线圈角速度成正比，跟转轴的位置有关吗？跟线圈的面积成正比，跟线圈的形状有关吗？提示：转轴必须与磁场垂直，电动势的最大值与线圈转轴的位置和线圈的形状无关。

[记一记]1．交变电流(1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。

(2)图像：如图10－1－1(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流。

其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，如图10－1－1(a)所示。

图10－1－12．正弦式电流的产生和图像(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。

(2)图像：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置时开始计时，其图像为正弦曲线。

如图10－1－1(a)所示。

3．正弦式电流的函数表达式若n 匝面积为S 的线圈以角速度ω绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从中性面开始计时，其函数形式为e ＝nBSωsin_ωt ，用E m ＝nBSω表示电动势最大值，则有e ＝E m sin ωt 。

其电流大小为i ＝e R ＝E mRsin ωt ＝I m sin ωt 。

电流
考点一
试题
解析
1.(多选)一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直 t1、t3 时刻感应电动势为
NO.1 梳理主干
于磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势 零，线圈通过中性面，磁 e 随时间 t 的变化规律如图所示．下列说 通量最大但变化率为零， 法中正确的有( AC)
故 A、C 正确；t2 时刻， 感应电动势为最大值， 通 过线圈的磁通量为零， 故
考点二
试题
解析
3．如图所示为一个经双可控硅调节后加
NO.1 梳理主干
在电灯上的电压，正弦式交变电流的每一 个二分之一周期中，前面四分之一周期被 截去，则现在电灯上电压的有效值为 (D )
填准记牢
NO.2 题组训练 提升能力
A．Um
Um B． 2
Um C. 3
Um D． 2
设电灯的阻值为 R， 正弦式交变 电压的有效值与峰值的关系是 Um U＝ ， 由于一个周期内半个周 2 期有交变电压， 一个周期内交变 Um2 2 T 电流产生的热量为 Q＝ R · 2 2 Um T ＝ ·， 设交变电压的有效值为 2R 2 U2 mT U，由电流热效应得 Q＝ · ＝ 2R 2 2 U T，所以该交变电压的有效值 R· Um U＝ ，D 正确． 2
第十章 | 交变电流 传感器
考点内容 交变电流、交变电流的图象 正弦交变电流的函数表达式、 峰值和有效值 理想变压器 远距离输电
要求 ⅠⅠ Ⅱ Ⅰ
命题规律
复习策略
实验十一： 传感器的简单使用
(1)对交变电流的变化 规律，如交变电流瞬 时值表达式、交变电 流图象的考查； (2)对交变电流瞬时值 、峰值、有效值、平 均值的理解和计算； (3)对变压器的原理、 远距离输电的考查； (4)对含有变压器的动 态分析问题的考查