交变电流传感器1

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1、第1单元交变电流的产生和描述[填一填]1．交变电流：大小和都随时间做变化的电流，简称交流(AC)．2.正弦式交变电流(如图所示)(1)定义：按变化的交变电流．(2)产生：将闭合矩形线圈置于磁场中，并绕方向的轴做转动．(3)中性面：与磁场方向的平面．(4)正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)：a．电动势e随时间变化的规律：e＝.b．电压u随时间变化的规律：u＝.c．电流i随时间变化的规律：i＝.其中ω等于线圈转动的，Em＝.(5)正弦交变电流的图象(如图所示)2．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变

2、电流某一的值，是时间的函数．(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的．(3)有效值：让交流与恒定电流通过的电阻，如果它们在一个周期内产生的相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有．(4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系I＝，U＝，E＝.(5)平均值：是交变电流e－t图象中波形与横轴所围的面积跟时间的比值，其数值可以用＝计算．[练一练]1．如图所示各图线中表示交变电流的是()【解析】交变电流的方向做周期性变化，只有大小变化的电流不是交变电流．【答案】BCD【答案】C3．如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时

3、针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则()A．乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B．乙图中c时刻对应甲图中的C图C．若乙图中d等于0.02s，则1s内电流的方向改变了50次D．若乙图中b等于0.02s，则交流电的频率为50Hz【解析】由交变电流的产生原理可知，甲图中的A、C两图中线圈所在的平面为中性面，线圈在中性面时电流为零，再经过1/4个周期电流达到最大值，再由楞次定律判断出电流的方向，因此图甲中A至B图的过程电流为正且从零逐渐增大到最大值，A对；甲图中的C图对应的电流为零，B错；每经

4、过中性面一次线圈中的电流方向将要改变一次，所以一个周期以内电流方向要改变两次，所以在乙图中对应Od段等于交变电流的一个周期，若已知d等于0.02s，则频率为50Hz,1s内电流的方向将改变100次，C错；而D选项频率应该是25Hz.【答案】A【答案】BD考点一　正弦交变电流的变化规律及应用[考点梳理]1．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)3．书写交变电流瞬时值表达式的基本思路(1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象读出或由公式Em＝nBSω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．①若线圈从中性

5、面位置开始转动，则it图象为正弦函数图象，函数式为i＝Imsinωt.②若线圈从垂直中性面位置开始转动，则it图象为余弦函数图象，函数式为i＝Imcosωt.[典例应用](2014·天津理综，7)如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则()A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3C．曲线a表示的交变电动势频率为25HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10V【答案】AC【总结提升】求解交变电流变化规

6、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＝nBSω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．如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A，那么()A．线圈消耗的电功率为4WB．线圈中感应电流的有效值为2A【

7、答案】AC考点二　交流电“四值”的理解与应用[考点梳理]交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值的比较[典例应用]【答案】D如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，当线圈由图示位置转过60°的过程中，下列判断正确的是()【答案】B两种机械模型的分析1．模型概述“电动机”模型和“发电机”模型是高考题中时常出现的两种物理模型，凡在安培力作用下在磁场中运动的通电导体均可看做电动机模型，在外力作用下在磁场中做切割磁感线运动的导体均可看做发电机模型，此模型综合

8、考查了磁场力的作用、电磁感应、恒定电流、交流电、能量转化与守恒等知识．2．模型比较如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r＝0.10m、匝数n＝20的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图