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1、第十一章交变电流传感器高考导航(教师备用)考点内容要求高考(全国卷)三年命题情况对照分析201620172018交变电流、交变电流的图像ⅠⅠ卷T16:变压器原、副线圈的三个基本关系以及电路的相关知识(原线圈中串有电阻)Ⅲ卷T19:变压器原、副线圈的三个基本关系(原线圈中串有灯泡)Ⅲ卷T21:考查交变电流的产生及描述未命题Ⅲ卷T16:将正弦交变电流和方波交变电流、有效值、焦耳定律有机融合Ⅲ卷T20:考查交变电流图像、法拉第电磁感应定律、楞次定律及其相关的知识点正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值Ⅰ理想变压器Ⅱ远距离输电Ⅰ实验十二:传感器的简单使用1.考查方式:高考涉及
2、考点有交变电流的产生规律、图像及变压器的工作原理,一般难度中等或者中等偏下,以选择题居多.本章还将重点考查:(1)交变电流产生的原理、图像表达式及有效值的计算;(2)变压器原理中的电压比、电流比、功率关系及输电过程中的能量损耗.说明:(1)不要求讨论交变电流的相位和相位差的问题;(2)只限于单相理想变压器.2.命题趋势:变压器结合电路分析仍将是今后命题的热点.第1节 交变电流的产生和描述基础过关考点研析素养提升基础知识一、交变电流1.交变电流:大小和方向随时间做变化的电流.周期性基础过关紧扣教材·自主落实2.正弦交流电的产生和图像(1)产生:如图所示,在匀强磁场里,线
3、圈绕方向的轴匀速转动.垂直于磁场(2)中性面①定义:与磁场方向的平面.垂直②特点:线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量,磁通量的变化率为,感应电动势为.线圈每经过中性面一次,电流的方向就改变一次.(3)图像:用以描述交变电流随时间变化的规律,如果线圈从中性面位置开始计时,其图像为曲线,如图所示.最大零零正弦教材解读1.人教版教材选修3-2P31手摇教学发电机产生交变电流;转动手柄,观察红黄二极管的发光情况,请问观察到什么现象?说明什么问题?答案:转动速度较慢的时候,观察到两个二极管轮流发光且比较暗;转速稍微加快,两个发光二极管亮度增大且几乎同时闪闪发光,分不出前后,说明
4、电流的方向不断改变,改变快慢与线圈转动的速度有关.2.人教版教材选修3-2P32图5.1-3交流发电机线圈的平面示意图中,设匀强磁场磁感应强度为B,正方形线圈边长为L,匝数为n,以O1O2为起点、角速度ω匀速转动,经过时间t转至实线位置,试推导此时线圈中感应电动势的表达式.教材解读二、描述交变电流的物理量1.交变电流的周期和频率的关系:T=.2.交变电流的“四值”(1)值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数.(2)值:交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值,也叫最大值.(3)值:跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值.对正弦交流电,其有效值
5、和峰值的关系为:E=,U=,I=.(4)平均值:用=n来计算.瞬时峰有效特别提醒通常所说交变电流、电压的数值,各种交流电气设备所标的额定电压和额定电流的数值,一般交流电表测量的数值,都是指有效值(除非有特殊说明).自主探究阅读教材选修3-2P35内容回答,生活中提到的哪些方面指的是交变电流的有效值?答案:人们通常说的家庭用电电压为220V;交流电气设备上标出的额定电压、额定电流;保险丝的熔断电流;交流电表的示数等均为有效值.(1)交变电流的主要特征是电流的方向随时间周期性变化.()过关巧练√1.思考判断(2)线圈经过中性面位置时产生的感应电动势最大.()(3)我国使用
6、的交流电周期是0.02s,电流方向每秒钟改变100次.()(4)任何交变电流的最大值Im与有效值I之间的关系是Im=I.()(5)交流电压表及电流表的读数均为峰值.()×√××2.小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示.此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路,电路中的其他电阻不计.下列说法正确的是()CA.交变电流的周期为0.125sB.交变电流的频率为8HzC.交变电流的有效值为AD.交变电流的最大值为4AA考点一 交变电流的产生及变化规律1.正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)规律物理量
7、函数表达式图像磁通量Φ=Φmcosωt=BScosωt电动势e=Emsinωt=nBSωsinωt考点研析核心探究·重难突破2.两个特殊位置及其特点3.三点注意(1)只要线圈平面在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,就产生正弦式交变电流,其变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关.(2)Φ-t图像与对应的e-t图像是互余的.(3)电流方向的改变:线圈通过中性面时,电流方向发生改变,一个周期内线圈两次通过中性面,因此电流的方向改变两次.【典例1】在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图(甲)所示,产生的交变电动势的图像
