高考物理一輪復(fù)習(xí)（要點(diǎn)+命題導(dǎo)向+策略）第10章交變電流 傳感器課件

《高考物理一輪復(fù)習(xí)（要點(diǎn)+命題導(dǎo)向+策略）第10章交變電流 傳感器課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí)（要點(diǎn)+命題導(dǎo)向+策略）第10章交變電流 傳感器課件（53頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、內(nèi)容要求交變電流、交變電流的圖象正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式，峰值和有效值理想變壓器遠(yuǎn)距離輸電傳感器及其工作原理傳感器的應(yīng)用傳感器應(yīng)用實(shí)例本部分知識(shí)在以前試題均以選擇和填空題型出現(xiàn)，也出現(xiàn)過關(guān)于交流電的計(jì)算題考查知識(shí)的方式既有對本部分知識(shí)內(nèi)容的單獨(dú)考查也有對本部分知識(shí)和電學(xué)的其他部分、力學(xué)等內(nèi)容相聯(lián)系的綜合性考查，特別是帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng)問題，在加強(qiáng)能力考查的高考中更會(huì)成為一個(gè)熱點(diǎn)發(fā)電和電能的輸送是與實(shí)際緊密結(jié)合的內(nèi)容，有成為綜合試題重點(diǎn)考查的可能還要引起注意的是：發(fā)電、輸電的內(nèi)容是物理與其他許多學(xué)科(如地理、化學(xué)等)知識(shí)間的交叉點(diǎn)，引起了強(qiáng)調(diào)考查綜合能力的人們的極大興趣高考對傳感器的要求

2、很低，僅在實(shí)驗(yàn)要求中有“傳感器的簡單使用”一個(gè)考點(diǎn)本部分出題的概率不大，若有考題出現(xiàn)，可能是傳感器與電路相聯(lián)系的問題的簡單考查交變電流的重點(diǎn)是：交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律、表征交變電流的物理量和變壓器原理難點(diǎn)是交流電有效值的意義及變壓器原理這一章所學(xué)的交流電的知識(shí)，是前面學(xué)過的電和磁的知識(shí)的發(fā)展和應(yīng)用，并與生產(chǎn)和生活有著密切的關(guān)系與直流電相比，交流電有許多優(yōu)點(diǎn)，這是由交流電具有隨時(shí)間做周圍性變化的特點(diǎn)而決定的 利用變壓器升、降電壓，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離送電，交流電動(dòng)機(jī)也具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便等特點(diǎn)交流電的特點(diǎn)是分析本章問題的基礎(chǔ)，在復(fù)習(xí)過程中應(yīng)注意培養(yǎng)把物理知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際的能力“理論聯(lián)系實(shí)際的能力”是

3、高中物理教學(xué)的重要目標(biāo)之一，在復(fù)習(xí)本章知識(shí)時(shí)，應(yīng)注意這方面能力的培養(yǎng)知道非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的技術(shù)意義，通過實(shí)驗(yàn)知道常見傳感器的工作原理特別了解傳感元件：熱敏電阻、光敏電阻、金屬熱電阻的特點(diǎn)以及霍爾元件特點(diǎn)對力傳感器、聲傳感器、光傳感器有一定的理解并能簡單應(yīng)用課時(shí)33交變電流的產(chǎn)生及描述課時(shí)33 交變電流的產(chǎn)生及描述考點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生 基礎(chǔ)梳理1交變電流的含義大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫交變電流正弦交變電流是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的交變電流，它的圖象是正弦函數(shù)曲線2交變電流的產(chǎn)生將一個(gè)平面線圈置于勻強(qiáng)磁場中，并使它繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的正(余

4、)弦電流3交變電流的變化規(guī)律函數(shù)式：電動(dòng)勢enBSsintEmsint電壓uiRImRsintUmsint以上各式都是線圈在t0時(shí)從中性面開始旋轉(zhuǎn)的表達(dá)式4.交變電流的表征量(1)交變電流的“四值”瞬時(shí)值：反映不同時(shí)刻交變電流的大小和方向，用小寫的字母表示如瞬時(shí)電流的表達(dá)式為 sintImsint.峰值：反映交變電流大小的變化范圍，當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)線圈電動(dòng)勢最大，其表達(dá)式為EmnBS，瞬時(shí)值與峰值的關(guān)系為EmeEm.有效值：根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定，在一個(gè)周期內(nèi)，如果交變電流和恒定電流通過相同阻值的電阻產(chǎn)生相同的熱量，則把恒定電流的數(shù)值稱為交變電流的有效值，用大寫字母表示在正(余)弦交變電

5、流中，有效值和峰值的關(guān)系為Em平均值：反映的是交變電流圖象的波形與橫軸(時(shí)間軸)所圍的面積和時(shí)間的比值平均電動(dòng)勢的計(jì)算可以用公式(2)交變電流的周期和頻率周期T：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周)需要的時(shí)間頻率f：交變電流在1 s內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)周期和頻率的關(guān)系：角速度： 我國使用的交流電頻率為50 Hz. 疑難詳析交變電流的函數(shù)表達(dá)式交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的具體形式是由開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻和正方向的規(guī)定等因素共同決定的如果線圈從中性面開始計(jì)時(shí)，該瞬時(shí)雖然穿過線圈的磁通量最大，但是線圈兩個(gè)邊的速度方向和磁場方向正好平行，不切割磁感線，此時(shí)電動(dòng)勢為零，故表達(dá)式為enBSsintEmsin

6、t；如果線圈平面和磁場平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，雖然該時(shí)刻穿過線圈的磁通量是零，但是由于此時(shí)線圈兩個(gè)邊的速度方向和磁場方向正好垂直，電動(dòng)勢最大，故表達(dá)式為enBScostEmcost.交變電流的峰值EmnBS，即由線圈的匝數(shù)n、磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、線圈的面積S、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度共同決定，此時(shí)要求轉(zhuǎn)軸和磁場的方向垂直(轉(zhuǎn)軸未必是線圈的對稱軸)，線圈為平面線圈(未必是矩形或正方形) 深化拓展交變電流的平均值與有效值1交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)與同時(shí)間、同電阻、同熱量的直流電流相比來確定的；交變電流的平均值是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢計(jì)算的；2在進(jìn)行具體的計(jì)算，如求電路中的電功率、產(chǎn)生的

7、熱量或保險(xiǎn)絲的熔斷電流時(shí)，應(yīng)該使用有效值；求通過某導(dǎo)體橫截面的電荷量時(shí)應(yīng)該用電流的平均值；在純電阻電路中，歐姆定律適用于有效值或瞬時(shí)值的計(jì)算；4現(xiàn)實(shí)中有效值應(yīng)用較多，如交流用電器銘牌上標(biāo)明的額定電壓或額定電流、交流電表測出來的電流或電壓值都是有效值一般不加特殊說明，提到交流電的電流、電壓、電動(dòng)勢時(shí)，都是指有效值例1如圖1所示，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈總電阻為R，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R.在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，下列說法中正確的是 ()圖圖1答案CD題后反思：(1)要知道正弦交變電流的最大值、瞬時(shí)值、有效值、平均值的區(qū)別，不可混淆，應(yīng)

8、用時(shí)要視情況的不同靈活選擇不同的值進(jìn)行計(jì)算(2)要清楚交變電流的產(chǎn)生過程，對中性面的理解要深刻透徹：線圈處于中性面時(shí)，通過線圈的磁通量最大但磁通量的變化率卻是零，同時(shí)中性面又是交變電流方向的轉(zhuǎn)折點(diǎn)一個(gè)面積為S的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以某一邊為軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場方向與軸垂直線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢e與時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示則磁感應(yīng)強(qiáng)度B_，在t 時(shí)刻，線圈平面與磁感線的夾角等于_圖圖2題型二交流電路的計(jì)算例2(2010唐山模擬)圖3所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖，矩形線圈的匝數(shù)N50匝，每匝線圈的長lab0.4 m，lbc0.2 m，矩形線圈所在處的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2 T，線圈總電阻r1 ，外接電阻R9

9、 ，線圈以n 轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)速在磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求：此交流發(fā)電機(jī)的輸出功率和電壓表、電流表的讀數(shù)圖圖3題后反思：部分電路和閉合電路的有關(guān)公式仍適用于正弦交流電路，應(yīng)用時(shí)仍要分清電源(如發(fā)電機(jī))和外電路、電動(dòng)勢和路端電壓等，而對交流電路特別要注意正確選用交流電的“四值”一般常從圖象或瞬時(shí)值表達(dá)式入手，得出交流電的最大值、有效值，然后再按照電路知識(shí)解決相關(guān)問題如圖4所示，線圈abcd的面積是0.05 m2，共100匝；線圈電阻為1 ，外接電阻R9 ，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B 當(dāng)線圈以300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，圖圖4(1)若從線圈處于中性面開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)線圈

10、轉(zhuǎn)過 s時(shí)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值多大？(3)電路中電壓和電流表的示數(shù)各是多少？解析：分別把Em，的數(shù)值推算出，代入一般式eEmsint就得出了瞬時(shí)值表達(dá)式，求瞬時(shí)值時(shí)，只需把t的時(shí)刻代入表達(dá)式就可以了，最后一問是求線圈中的電流和線圈的端電壓，注意應(yīng)為有效值電壓表的示數(shù)UIR3.549 V31.86 V.答案：(1)e50sin(10t)V(2)43.3 V(3)3.54 A3186 V1小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖5所示，此線圈與一個(gè)R10 的電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì)電路的其他電阻，下列說法正確的是 ()圖圖5A交變電流的周期為0.125

11、 sB交變電流的頻率為8 HzC交變電流的有效值為D交變電流的最大值為4 A答案：C2如圖6(a)所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場中，并繞過ab、cd中點(diǎn)的軸OO以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)若以線圈平面與磁場夾角45時(shí)(如圖6(b)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎齽t下列四幅圖中正確的是 ()圖圖6解析：t0時(shí)線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閏bad為負(fù)經(jīng)過 時(shí)，線圈平面與磁場垂直，線圈中瞬時(shí)電流為零，所以D正確，A、B、C錯(cuò)誤答案：D3圖7(1)、(2)分別表示兩種電壓的波形，其中圖(1)所示電壓按正弦規(guī)律變化下列說法正確的是 ()圖圖7A圖(1)表示交流電，圖(2)表示直流電B兩種電壓的

12、有效值相等C圖(1)所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u311sin100t VD圖(1)所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為10 1的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉淼慕馕觯阂虼笮『头较蚓S時(shí)間做周期性變化的電流為交流電，故圖(2)電壓表示的也為交流電A錯(cuò)誤；由圖象知，除U1U2311 V的其它相同時(shí)刻U1U2，故B錯(cuò)誤；由圖(1)知，該交流電壓是正弦交流電壓，Um311 V，T2102 s，則瞬時(shí)值uUmsint V311sin100t V，故C正確；因變壓器變壓后輸入電壓與輸出電壓的頻率相同，故D錯(cuò)誤答案：C圖圖84平行板間如圖8所示周期變化的電壓，重力不計(jì)的帶電粒子靜止在平行板中央，從t0時(shí)刻開始將其釋放，運(yùn)動(dòng)過程無碰

13、板情況，圖9中，能定性描述粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象正確的是 ()圖圖9解析：由FqE 可知帶電粒子做變速運(yùn)動(dòng)的加速度大小是定值并且粒子運(yùn)動(dòng)方向一直向前，不會(huì)變向，故A選項(xiàng)正確答案：A5(2009福建高考)一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖10甲所示已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0 ，現(xiàn)外接一只電阻為95.0 的燈泡，如圖10乙所示，則 ()圖圖10A電壓表V的示數(shù)為220 VB電路中的電流方向每秒鐘改變50次C燈泡實(shí)際消耗的功率為484 WD發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J解析：本題考查交變電流的有效值、最大值、周期頻率等物理量及其關(guān)系，考查閉合電路的歐姆定律、焦耳定律等物理規(guī)律；意在考查考生對基本概念和基本規(guī)律的理解和應(yīng)用A選項(xiàng)，由圖象可知電動(dòng)勢的有效值為220 V，而電壓表測量的是路端電壓，答案：答案：D