2016【状元之路】高考物理一轮复习 1-2 匀速直线运动的规律及应

第十章 交变电流 传感器内容 交变电流、交变电流的图象 考 纲 正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 下 理想变压器 载 远距离输电 实验：传感器的简单使用 1.在高考中，对交变电流的考查主要以选择题的形式出现，考查的难度属于中低难度。 2.考查的知识比较集中，以正弦式电流的规律、理想变压器的输入输出关系为主，结 合交变电流产生的图象和变压器的图象进行考查。 3.正弦式电流可以和其他知识点综合考查，例如可以和示波器知识联系起来，示波器 显示的图象可能表示交变电流。也可以和电场知识联系起来，让带电粒子通过一个 交变电场运动。 4.变压器的原理、原副线圈的电压、电流比及输入功率与输出功率的关系是考查的重 点。 要求 Ⅰ Ⅰ

ⅠⅠ

考 纲 解 读

(1)本章内容以电磁感应知识为基础，是楞次定律及法拉第电磁感应定律的具体 应用。其知识特点是了解识记的基本概念较多，但重点内容突出，主要围绕交变电 流的产生、变化规律及表征交变电流的物理量这一中心展开，在此基础上研究了变 压器的工作原理和远距离输电。另外，本章还介绍了传感器的原理及其应用。 (2)对于交变电流产生的方法、交变电流瞬时值表达式的推导、理想变压器的输 入功率和输出功率的比较、正弦式交流电的有效值、瞬时值、峰值和平均值的理解 等内容要记清楚，明确其中的相互联系。 (3)要注意和本章知识点结合的小型综合性题目的考查，以及和其他知识点的综 合性题目的考查。在本章内，可以结合远距离输电、变压器、交变电流的产生原理 考查现实生活中的变压及用电关系。对于和其他知识点结合，例如可以和电磁感应 结合起来考查电流的方向的判断方法和感应电动势的大小和计算方法。 传感器问题是近几年高考中的新添加内容，但考查的频率却逐步提高。这类问 题单独考查的较少，多以综合题目中的一个知识点加以体现，主要考查学生对传感 器基本特点的认识。因此，在复习中要熟练掌握各类传感器的特点及其相应的电学 特性。

学案1 交 变 电 流考点1 交变电流的产生和变化规律

1.正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)规律 物理量

函数

图象

磁通量

= mcos t=BScos te=Em· sin t=nBS · sin t u=Um· sin t=REm/(R+r)· sin t i=Im· sin t=Em/(R+r)· sin t

电动势

电压

电流

2.对中性面的理解 (1)中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的参考面。 (2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，而磁通量 的变化率为零，产生的感应电动势为零。 (3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通

量为零，但磁通 量的变化率最大，产生的感应电动势最大。 (4)线圈每经过中性面一次电流方向就改变一次，线圈转动一周，两 次经过中性面，所以电流的方向改变两次。 3.交变电流瞬时值表达式的书写基本思路： (1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式Em=nBS 求出 相应峰值。 (2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。 如：①线圈从中性面开始转动，则i-t图象为正弦函数图象，函数式为 i=Imsin t。 ②线圈从垂直中性面开始转动，则i-t图象为余弦函数图象，函数式为 i=Imcos t。

在交变电流的产生过程中，要特别注意两个特殊位置的 不同特点。 (1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B, 最大， / t=0, e=0,i=0电流方向将发生改变。 (2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B, =0, / t最大， e最大，i最大，电流方向不改变。

交流电的产生及变化规律【例1】如图所示，边长为l的正方形线框abcd的匝 数为n,ad边的中点和bc边的中点的连线OO′ 恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为 B,线圈与外电阻R构成闭合电路，整个线圈 的电阻为r。现在让线框以OO′连线为轴， 以角速度 匀速转动，从图示时刻开始计时， 求： (1)闭合电路中电流瞬时值的表达式；

(2)当 t 时，电阻R两端的电压值。 2

【解析】(1)沿O′O方向看去，磁场分布的侧视图如 图所示。 由图可知，图示时刻cd边的切割方向与磁场平行， 故有e=0,i=0 (2)t= /200时，线圈转过90°,cd边切割方向恰与磁 场垂直，e=n· Bl· v 其中，v= l/2 得e=(1/2)nB l2 i=e/(R+r)=nB l2/[2(R+r)] U=iR=nB l2R/[2(R+r)]

(1)闭合电路欧姆定律及部分电路欧姆定律对交变电 流也是适用的。 (2)注意不要遗漏线圈匝数n。

1如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场 中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度 逆时针匀速转动。以图示位置时为计时起 点，并规定当电流自dcbadc时电流方向为正 。则下列四幅图中正确的是( A )

考点2

描述交变电流的物理量

1.对交变电流“有效值”的理解 (1)交变电流的有效值是根据电流的热效应进行定义的， 所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热进行计算。 注意“三同”;“相同电阻”上、“相同时间”内、产生 “相同热量”。计算时“相同时间”一般取一个周期的时间。 (2)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， 所给出的交流电的电压、电流及电功率指的都是有效值。 (3)非正弦交变电流的有效值，应按有效值的定义计算。

(4)几种典型交变电流的有效值电流名称 正弦式交变电流

电流图象 有效值U 1 Um 2

正弦半波电流

1 U Um 2

正弦单向脉动电流

U

Um 2t Um T

矩形脉动电流

U

非对称性交变电流

U

1 2 2 (U1 U 2 ) 2

例如，上表中非对称性交变电流有效值的计算要根据“三同”列方程(在一 个周期内)(U12/R)· (T/2)+(U22/R)· (T/2)=(U2/R)· T,所以 U 1 2 2 (U1 U 2 ) 2

。

(1)计算有效值时要注意根据电流的热效应，把握住 “三同”;“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热 量”列式求解。 (2)利用两类公式Q=I2Rt和Q=(U2/R)t可分别求得电流 有效值和电压有效值。 (3)若图象部分是正弦(或余弦)交流电，其中的1/4和 1/2周期部分可直接应用I=Im/ 2 ,U=Um/ 2 的关系。

2.交变电流“四值”的比较物理量 瞬时值 峰值 物理意义 交变电流某一刻 的值 最大的瞬时值 重要关系 e=Emsin t i=Imsin t Em=nBS 对正弦式 交变电流 适用情况及说明 计算线圈某时刻的电流情况和感应电 动势情况，该式是从中性面开始计时 讨论电容器的击穿电压 ①计算与热效应有关的物理量 ②铭牌上额定电压或额定电流值，交 流电表的读数 ③保险丝的熔断电流

有效值

跟交变电流热效 应等效的恒定电 流值

E E m 2 Um U 2

I

Im 2

平均值

交变电流图象中 图线和时间轴所 围成的面积与时 间的比值

E BLvE n

计算通过电路横截面积的电荷量

t

q I t

在进行交变电流相关的计算时，一定要注意题中具体应用的是什么物理量， 根据上述的适用情况恰当的选择“四值”。

交变电流有效值的计算【例2】如图所示是一交流电压随时间变化 50 2 V。 的图象，此交流电压的有效值等于______ 【解析】如图所示给出的是一方波交流电， T 周期为T=0.3s,前 时间内U1=100V, 3 后 2T 时间内U2=-50V。设该交流电压的有 3 效值为U,根据有效值的定 2 2 2 U U T U 2 1 2 义，有 T ( ) ( T)R R 3 R 3

代入已知数据，解得U= 50 2 V

Im Um I 公式 U 和 只适用于 …… 此处隐藏：2754字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……