交变电流和传感器重点.doc

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1、名校试题会员交流资料交变电流和传感器1.交变电流定义：例题1.如图1所示的、、、四个图象中，哪一个能正确反映交变电流的变化规律？答案：知识链接：①大小和方向均随时间而作周期性变化的电流叫做交变电流。上面的四个图象中，很容易看出其中的、、画出了一个或两个周期内----或----变化关系图象，图象都能中反映出电流或电动势的大小和方向确实是随时间作周期性变化的；但对于图象来说，虽然形式像是正弦曲线，但仔细看一下就会发现，它反映出的只是电压的大小随时间作周期性变化，方向并没有变化，不符合交变电流的定义。②随时间按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电，像图1中的。这里需要注意的问题就是，正弦交流电

2、的图象也并非一定是正弦曲线，余弦曲线反映的也是正弦交流电的变化规律，也叫正弦交流电。其实，正弦曲线和余弦曲线只是坐标原点选取的不同而已。2.交变电流的产生及描述交变电流的物理量：例题2.一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中，线框中的最大磁通量为，最大感应电动势为，则下列说法中正确的是.当穿过线框的磁通量为零时，感应电动势也为零.当穿过线框的磁通量减小时，感应电动势在增大.当穿过线框的磁通量等于时，感应电动势等于.线框转动的角速度解析：根据正弦交流电的产生及其变化规律:当磁通量最大时，感应电动势为零；当磁通量减小时，感应电动势在增大；磁通量为零时，感应电动

3、势最大。由此可知，选项错误，正确。设线框从中性面开始计时，则有保护原创权益·净化网络环境-10-名校试题会员交流资料式中因所以，选项正确。再设，则为了求出此时穿过线框的磁通量，可画出如图2所示的示意图，并将磁感应强度沿着平行于线框平面和垂直于线框平面的方向分解出和，则有，由于对产生磁通量没有贡献，故磁通量＞可见，选项是错误的。故，本题的正确选项为。知识链接与误点警示：①线圈在匀强磁场中匀速转动时产生按正弦规律变化的交变电流。线圈处在中性面时，虽然穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率最小为零，从而感应电动势的瞬时值也为零；而当线圈处在与中性面垂直的位置上时，虽然穿过它的磁通量最小为零，

4、但磁通量的变化率却是最大的，所以这时感应电动势的瞬时值最大。需要弄清楚的一个问题就是感应电动势是与磁通量的变化率成正比的！②有些同学在求解磁通量时，没有养成画示意图的习惯，也未掌握矢量合成与分解的思想方法，可能把此题中的把磁通量计算为，于是认为选项是正确的，得出错误结论。其实，产生正弦交流电的磁通量是按余弦规律变化的，即，当时，和不会同时等于各自最大值的倍。例题3.如图3所示是一交变电压随时间的变化图象，某些数据已在图中标出，试求保护原创权益·净化网络环境-10-名校试题会员交流资料此交变电压的有效值。解析：图中给出的是一方波形的交变电压，周期为前和后时间内的电压分别为，设该交变电压的

5、有效值为，根据有效值的定义，则有代入数据，解得知识链接与误点警示：①交流电的有效值是根据电流的热效应定义的，解题时要牢牢地记住这一点。列式计算时，时间的选取显得很关键，一般取一个周期为宜，像上面的例题。②对于正弦交流电来说，有效值与最大值之间有如下的关系：有的学生虽然知道非正弦交流电的有效值不能套用上述关系式进行计算，但由于对于有效值的概念没有真正理解，错误地认为电流的热效应该受正、反向电流的影响，把计算公式写成了而导致误解。还有的学生审题不清，把周期看成了，错误地把计算公式写成又导致另一种错误答案。要克服前一种错误只须明确：恒定电流通过纯电阻产生的热效应跟电流的方向无关，不存在相互抵

6、消的问题；而对于后一种错误则要从培养良好的学习习惯、严谨认真的科学态度入手来克服。对应训练1：如4所示，线圈的面积为，线圈共匝，其电阻为，外接电阻保护原创权益·净化网络环境-10-名校试题会员交流资料，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，试求⑴若从线圈中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式。⑵线圈转动时感应电动势的瞬时值多大？⑶电路中电压表和电流表的示数各是多大？⑷从中性面开始计时，转动的过程中，通过电阻的电荷量为多少？解析：⑴因线圈是从中性面开始计时，所以感应电动势的瞬时值表达式为⑵当时，感应电动势的瞬时值为⑶电动势的有效值为所以电流表和电压表的示数分别为⑷

7、内线圈转过的角度为该过程中，磁通量的变化量为感应电动势的平均值为保护原创权益·净化网络环境-10-名校试题会员交流资料平均电流为所以，在线圈转动的过程中，通过电阻的电荷量为整理以上各式，得知识链接：①描述交变电流的物理量有瞬时值、最大值、有效值、平均值，这是描述交变电流强弱的物理量；另外还有角速度、转速、周期和频率等，这几个是描述交变电流变化快慢的物理量。②要弄清楚上述几个物理量之间的关系及各自的用途，瞬时值是随时而变的，最大值就是瞬时值，计算