2019-2020年高考物理总复习 第十章 交变电流 传感器讲义

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1、2019-2020年高考物理总复习第十章交变电流传感器讲义考纲下载考向前瞻(1)交变电流描述交变电流的物理量和图像(Ⅰ)(2)正弦交变电流的函数表达式(Ⅰ)(3)电感和电容对交变电流的影响(Ⅰ)(4)理想变压器(Ⅱ)(5)远距离输电(Ⅰ)(6)传感器的工作原理及其应用(Ⅰ)预计在xx的高考中，对交流电的考查仍会集中在正弦交变电流、变压器、远距离输电和传感器知识点上，仍将通过交变电流的图像考查交变电流的四值、变压器等问题，一般为分值不超过6分的选择题。交变电流的产生及变化规律对应学生用书P170[必

2、备知识]1．交变电流(1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。(2)图像：如图10－1－1(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流，其中图(a)按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流。图10－1－12．正弦式电流的产生和图像(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。(2)图像：如果从线圈位于中性面开始计时，其图像为正弦曲线。如图10－1－1(a)所示。(3)中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置称为中性面。(4)中性面与峰值面(中性面的垂面)的比较中性面峰值面含义线

3、圈平面与磁场方向垂直线圈平面与磁场方向平行磁通量最大(BS)0磁通量的变化率0最大感应电动势0最大(nBSω)电流方向发生改变方向不变3．正弦式电流的函数表达式(从中性面开始计时)(1)电动势e随时间变化的规律：e＝Emsin_ωt，其中Em＝nBSω，ω表示线圈转动的角速度。(2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝Umsin_ωt。(3)电流i随时间变化的规律：i＝Imsin_ωt。[典题例析](xx·连云港摸底)如图10－1－2甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面

4、开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω。求：图10－1－2(1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；(2)转动过程中穿过线圈的最大磁通量；(3)线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功。[解析](1)由图得e＝Emsinωt＝6sin100πt(V)则电流i＝＝0.6sin100πt(A)。(2)Em＝BSω，Em＝6V，ω＝100πΦm＝BS＝＝2.7×10－2Wb。(3)E＝＝6V，外力所做的功W＝Q＝T＝7.2×10－2J。[答案]

5、(1)i＝0.6sin100πt(A)(2)2.7×10－2Wb(3)7.2×10－2J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，根据已知图像读出或由公式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若线圈从中性面位置开始转动，则it图像为正弦函数图像，函数式为i＝Imsinωt。②若线圈从垂直中性面位置开始转动，则it图像为余弦函数图像，函数式为i＝Imcosωt。[针对训练]1．(xx·榕城区三模)矩形线圈的面积为S，匝数为n，在磁感应强

6、度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动。当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时()图10－1－3A．线圈中的电动势为nBSωB．线圈中的电动势为0C．穿过线圈的磁通量为0D．穿过线圈的磁通量变化率最大解析：选B图示时刻线框的四边都不切割磁感线，不产生感应电动势，即线圈中的电动势为0，故A错误，B正确；图示时刻线框与磁场垂直，磁通量最大，为Φ＝BS，故C错误；图示位置线圈中的电动势为0，根据法拉第电磁感应定律E＝n可知穿过线圈的磁通量变化率为0，故D错误。2．(多选)(xx·广东

7、名校质检)如图10－1－4所示为交流发电机示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，导体制作的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理，下列分析正确的是()图10－1－4A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小解析：选AC当线圈平面转到中性面的

8、瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，线圈中的感应电流为零，选项A正确B错误；当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，选项C正确D错误。描述正弦交流电的物理量对应学生用书P171[必备知识]1．周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T＝。(2)频率(f)：交变电流在1s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz)。(3)周期和频率的关