2011高考物理一轮复习典例精析课件：第十章 交变电流 传感器.ppt

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1、第十章交变电流传感器第一节交变电流的产生和描述例1(2008·宁夏)如图（a）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ω逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时，如图（b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正.则下列四幅图中正确的是()【点拨】(1)确定t=0时刻感应电流方向.(2)利用t=0时刻的速度确定感应电动势大小.(3)判定t=0时刻后短时间内电流的变化趋势.【解析】本题考查正弦式交流电的产生过程、楞次定律等知识和规律.从图(b)可看出线圈与磁场夹角θ=45°，由楞次定律可判断，初始时刻

2、电流方向为b到a，故瞬时电流的表达式为i=－Imcos（π/4+ωt），则为D图象所描述.注意对线圈绕垂直于磁场的轴旋转时的瞬时电动势表达式的理解.【答案】D1.一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是（）A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都最大【解析】t1和t3时刻电动势为零，线圈处于中性面位置，此位置磁通量最大，磁通量的变化率为零，电动势改

3、变方向，故A、C错误，D正确；t2时刻电动势最大，磁通量为零，B错误.【答案】D例2如图所示，一个边长L=10cm，匝数n=100匝的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速运动，磁感应强度B=0.50T，角速度ω=10πrad/s,外电路电阻R=4.0Ω，线圈内阻r=1.0Ω.(1)求线圈转动的周期和感应电动势的最大值.(2)写出线圈由图中所示位置开始计时时，感应电动势的瞬时值表达式.(3)求交流电压表的示数.【点拨】由磁场情况和线圈转动情况可确定瞬时值表达式，电压表和电流表的示数为电路中电压和电流的有效值.【解析】(1)T=

4、2π/ω=2π/10πs=0.2s.Em=nBSω=100×0.50×102×10-4×10πV=5πV.(2)题图所示位置为感应电动势最大值的位置，瞬时值表达式为e=Emcosωt=5πcos10πt(V).(3)电动势有效值E=Em/,I=E/（R+r）.交流电压表示数U=IR=2πV=2.83V.2.(2009·天津)如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I=.线框从中性面开始转过π/2的过程中，通过导线横截面的电荷

5、量q=.【解析】本题考查交流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交流电中有关电荷量的计算等问题.电动势的最大值Em=BSω,电动势的有效值E=Em/,电流的有效值I=E/R=BSω/2R;q=IΔt=E/RΔt=ΔΦ/RΔtΔt=ΔΦ/R=BS/R.【答案】BSω/2RBS/R例如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电的有效值是()A.3.5AB.7/2AC.5AD.5A【错解】根据交流电有效值的公式I=Im/，此交流电的峰值不同，故最大值取其平均值(如图),Im=（4+3）/2A＝7/2A，I=Im/=3.5A,选A.【剖析】第一，有效值公

6、式I=Im/是有条件的，只有正弦式交流电的最大值和有效值才有这样的数量关系.本题所给的交流电的图象不是正弦式交流电的图形，故该公式不适用于此交流电.第二，交流电的最大值不是两个不同峰值的算术平均值.交流电的有效值是根据其热效应而定义的，它是从电流产生焦耳热相等的角度出发，使交流电与恒定电流等效.故求非正弦式交流电的有效值时，应从热效应角度求解.设交流电的有效值为I，令该交流电通过一个纯电阻用电器R，在一个周期内有I2RT=I12RT/2+I22RT/2.所以该交流电的有效值为I==5A.所以应选D.【答案】D第2节变压器电能的输送例1(2009·江苏)如图

7、所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u=20sin100πtV,氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的是（）A.开关接通后，氖泡的发光频率为50HzB.开关接通后，电压表的示数为100VC.开关断开后，电压表的示数变大D.开关断开后，变压器的输出功率不变【点拨】(1)电压表的读数为交流电的有效值.(2)原、副线圈上交流电的周期与频率是相同的.(3)原、副线圈的电压、电流与原、副线圈匝数的比例关系.(4)原线圈的输入功率由副线圈的输出功率决定.【解析】本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值

8、以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解.由交变电压的瞬时值表达式知