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1、第十章交變電流傳感器考綱導航 考綱展示1.交變電流、交變電壓的圖象2正弦交變電流的函數(shù)表達式、峰值和有效值3理想變壓器4遠距離輸電實驗十一：傳感器的簡單使用 權威解讀 1.交變電流的產(chǎn)生及描述(e、u、i的瞬時值表達式、峰值、有效值、周期、頻率)，特別是交流電的圖象和有效值的計算是考查的熱點 2變壓器的原理，電壓比、電流比及功率關系是考查的重點 3將本章知識與電磁感應、力、電綜合題相結合，或考查與本章知識有關的實際應用本章單獨知識題型以選擇題為主，綜合題以計算題為主 4掌握傳感器的一些簡單使用和一些敏感元件的基本原理. 1交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律 (1)交流電：大小和方向都隨時間做 的電流 (
2、2)正弦式交變電流 定義：按 變化的交變電流叫做正弦式交變電流，簡稱正弦式電流 產(chǎn)生：將閉合線圈置于 磁場中，繞垂直于 的轉軸 轉動，線圈中會產(chǎn)生正(余)弦交變電流周期性變化周期性變化正弦規(guī)律正弦規(guī)律勻強勻強磁場方向磁場方向勻速勻速周期性周期性 秒秒 單位時間單位時間 赫茲赫茲 最大數(shù)值最大數(shù)值 電流熱效應電流熱效應 相同相同 相同相同 熱量熱量 Emsin t NBS Umsin t 1.一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸轉動，線圈中的感應電流i隨時間t變化的圖線如圖所示，則()At1時刻通過線圈的磁通量為零時刻通過線圈的磁通量為零Bt2時刻通過線圈的磁通量絕對值最大時刻通過
3、線圈的磁通量絕對值最大Ct3時刻通過線圈的磁通量變化率絕對值最大時刻通過線圈的磁通量變化率絕對值最大D每當每當i變換方向時，通過線圈的磁通量絕對值都為最變換方向時，通過線圈的磁通量絕對值都為最大大解析Dt1和t3時刻，感應電流為零，線圈位于中性面位置，磁通量最大，其變化率為零，故A、C項錯誤；t2時刻感應電流絕對值最大，線圈位于中性面的垂面位置，磁通量為零，故B項錯誤；i變換方向時，線圈位于中性面位置，磁通量絕對值最大，D項正確 4如圖所示矩形線圈，面積為S，匝數(shù)為N，整個線圈內阻為r，在勻強磁場B中繞OO軸以角速度勻速轉動，外電路電阻為R.當線圈由圖示位置轉過90的過程中，下列說法正確的是(
4、)要點一正弦式電流的變化規(guī)律1.正弦式電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時)規(guī)律規(guī)律物理量物理量函數(shù)函數(shù)圖象圖象磁通量磁通量mcos tBScos t電動勢電動勢eEmsin tnBSsin t 2.對中性面的理解 (1)中性面是與磁場方向垂直的平面，是假想的一個參考面 (2)線圈平面位于中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但其變化率為零，感應電動勢為零 (3)線圈平面與中性面垂直時，穿過線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，感應電動勢最大 (4)線圈轉動一周，兩次經(jīng)過中性面，內部電流的方向改變兩次 3交變電流瞬時值表達式的書寫基本思路 (1)確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象或由公式Em
5、nBS 求出相應峰值 (2)明確線圈的初始位置，找出對應的函數(shù)關系式 如：線圈從中性面開始轉動，則it圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為iImsin t. 線圈從垂直中性面開始轉動，則it圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為iImcos t.在交變電流的產(chǎn)生過程中，要特別注意兩個特殊位置的不同特點(1)線圈平面與中性面重合時，SB，最大，/t0，e0，i0，電流方向將發(fā)生改變(2)線圈平面與中性面垂直時，SB，0，/t最大，e最大，i最大，電流方向不變【例1】如圖甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO以角速度逆時針勻速轉動若以線圈平面與磁場夾角45時(如圖乙)為計時起點，并
6、規(guī)定當電流自a流向b時電流方向為正則丙圖中正確的是() 甲乙 丙要點二對描述交變電流的“四值”的比較和理解1.交變電流的瞬時值、最大值、有效值、平均值的比較 物理量物理量物理含義物理含義重要關系重要關系適用情況及說明適用情況及說明瞬時值瞬時值交變電流某交變電流某一時刻的值一時刻的值eEmsin tiImsin t計算線圈某時刻計算線圈某時刻的受力情況的受力情況(或或力矩的瞬時值力矩的瞬時值)(1)計算有效值一般取交變電流的一個周期的時間(2)非正弦交流電要依據(jù)電流的熱效應計算其有效值【例2】一個電阻為r、邊長為L的正方形線圈abcd共N匝，線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸OO
7、以如圖所示的角速度勻速轉動，外電路電阻為R. (1)在圖中標出此刻線圈感應電流的方向 (2)線圈轉動過程中感應電動勢的最大值為多大？ (3)線圈平面與磁感線夾角為60時的感應電動勢為多大？ (4)設發(fā)電機由柴油機帶動，其他能量損失不計，線圈轉一周，柴油機做多少功？ (5)從圖示位置開始，線圈轉過60的過程中通過R的電量是多少？ (6)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？ 某交變電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示，則此交變電流的頻率為_Hz.若將此電壓加在10 F的電容器上，則電容器的耐壓值不應小于_V；若將該電壓加在一阻值為1 k的電阻器上，該電阻器正好正常工作，為了避免意外事故的發(fā)生，該電路中保險絲
8、的額定電流不能低于_A.要點三幾種典型交變電流有效值的計算問題 2幾種典型的交變電流【例3】兩個完全相同的電熱器，分別通過如圖a和b所示的電流最大值相等的方波交變電流和正弦交變電流，則這兩個電熱器的電功率之比Pa Pb等于多少？ 如圖所示為一個經(jīng)雙可控硅調節(jié)后加在電燈上的電壓，正弦交流電的每一個二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，則現(xiàn)在電燈上電壓的有效值為()易錯點 對交流電的產(chǎn)生、變化規(guī)律的理解不透徹 【錯因剖析】(1)線圈在勻強磁場中轉動時，磁通量和磁通量的變化率混淆，錯誤地認為磁通量為零時，磁通量的變化率也為零，因此得出感應電動勢為零，感應電流為零易錯選A.(2)在計算電功、電功率時
9、錯用交變電流的最大值易錯選D. 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象如圖甲所示下列說法正確的是() At0時刻，線圈平面與中性面垂直 Bt0.01 s時刻，的變化率最大 Ct0.02 s時刻，交流電動勢達到最大 D該線圈應產(chǎn)生的交流電動勢的圖象如圖乙所示解析B由甲圖知，當t0時，磁通量最大，此時線圈平面與中性面重合，A錯；當t0.01 s時0，則此時線圈平面與中性面垂直，的變化率最大，B正確；當t0.02 s時，磁通量反向達到最大，此時線圈平面與中性面重合，交流電動勢為最小值E0，C、D均錯2(2010廣東理綜)如圖是某種正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的()A周期是0.01 sB最大值是311 VC有效值是220 VD表達式為u220sin 100t V解析BC由交變電流的圖象知，周期是0.02 s，A錯誤；最大值是311 V，B正確；有效值是220 V，C正確；瞬時值表達式為u311sin 100t V，D錯誤
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