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第十二章??交变电流 传感器
考 纲 要 求 交变电流 描述交变电流的物理量和图像 正弦交变电流的函数表达式 电感和电容对交变电流的影响 理想变压器 远距离输电 传感器的工作原理及其应用 [说明] 理想变压器限于单个副线圈。
Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅰ 考 情 分 析 1.命题规律 近几年高考对本章内容常以选择题的形式考查：交变电流的有效值、瞬时值，变压器的原理及应用，远距离输电等知识。其中与变压器有关的题目出现频率较高。 2.考查热点 预计2019年高考对交变电流的考查仍会集中于变压器的原理及应用，还可能考查有效值、瞬时值或远距离输电等知识。
第62课时 交变电流的产生与描述(双基落实课)
知识点一 交变电流的产生与变化规律 1．正弦式交变电流的产生和图像
(1)产生：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
(2)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，其图像为正弦曲线。如图甲、乙所示。
2．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2π式T＝。
ω
(2)频率(f)：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数。单位是赫兹(Hz)。
1
(3)周期和频率的关系：T＝。
f
3．正弦式交变电流的函数表达式(从中性面开始计时) (1)电动势e＝Emsin ωt＝nBSωsin_ωt。
Em(2)电流i＝Imsin_ωt＝sin ωt。
R＋rEmR
(3)电压u＝Umsin_ωt＝sin ωt。
R＋r
[小题练通]
1．(粤教教材改编题)如图所示，线圈静止，磁体按图示方向旋转，线圈中没有电流的位置是( )
2．(教科教材原题)如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时( ) A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大 B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小 C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大 D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小
1
3．(多选)(鲁科教材原题)题图是正弦交变电流的图像，由该图像可知( )
A．该交变电流的频率是0.02 Hz B．该交变电流的有效值是14.14 A
C．该交变电流的瞬时值表达式是i＝20sin(0.02t)A
T
D．在t＝(T是周期)时刻，该电流的大小与其有效值相等
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知识点二 有效值的理解和计算 1．有效值的理解
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。对于正弦交流电，其
EmUmIm
有效值和峰值的关系为E＝，U＝，I＝。
222
2．有效值的计算
(1)计算有效值时要注意根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解。
U22
(2)利用两类公式Q＝IRt和Q＝t可分别求得电流有效值和电压有效值。
R
1
(3)若图像部分是正弦(或余弦)交流电，其中的从零(或最大值)开始的周期整数倍的部分
4
可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系Im＝2I、Um＝2U求解。
3．几种典型的交变电流的有效值 电流图像 有效值 正弦式交变电流 正弦半波电流 正弦单向脉冲电流 矩形脉冲电流 非对称性交变电流 I＝ I＝ t0I Tm12?I＋I22? 21I＝Im 2ImI＝ 2I＝Im 2
[小题练通]
1．(多选)(沪科教材原题)下面关于交变电流的说法中正确的是( ) A．交流电器设备上所标的电压和电流值是所用交流的峰值 B．用交流电流表和电压表测定的读数值是交流的瞬时值
C．给定的交流电数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值
D．跟交变电流有相同热效应的直流电流的有关数值是交变电流的有效值
2．(沪科教材改编题)两只相同的电阻，分别通以正弦波形的交流电和方波形的交流电，两种交流电的最大值相等，且周期相等(如图所示)。在正弦波形交流电的一个周期内，正弦
2
波形的交流电在电阻上产生的焦耳热为Q1，其与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比Q1∶Q2等于( )
A．1∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．4∶3 知识点三 交变电流的“四值”及应用 物理含义 重要关系 瞬时值 峰值 交变电流某一时刻的值 最大的瞬时值 e＝Emsin ωt Em＝nBSω EmIm＝ R＋rEmE＝ 2UmU＝ 2ImI＝ 2ΔΦE＝n ΔtI＝ R＋rE
适用情况 计算线圈某一时刻的受力情况 确定用电器的耐压值，电容器的击穿电压 (1)计算与电流热效应相关的量(如功率、热量) (2)交流电表的测量值 (3)电器设备标注的额定电压、额定电流 (4)保险丝的熔断电流 计算通过电路某截面的电荷量 有效值 跟交变电流的热效应等效的恒定电流值 平均值 i-t图像中面积与时间的比值 [小题练通]
1．(鲁科教材改编题)如图所示，矩形线圈abcd放在匀强磁场中，ab边长大于ad边长，e、f、g、h分别是各条边的中点。如果线圈绕下列的轴线旋转，哪种情况产生的感应电动势最大值最大( )
A．eg B．ad C．bd D．hf
2．(鲁科教材原题)某单相交流发电机的电动势为e＝Em·sin ωt，如
1
果将发电机的电枢转速减小到原来的，其他条件不变，产生的电动势应为( )
2
1
A．Emsin ωt B.Emsin ωt
2
1?1?1?ωt ωt C．Emsin?D.Esin?2?2m?2?
[课时达标检测] 一、单项选择题
1．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图甲所示。则下列说法正确的是( )
A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大 C．t＝0.02 s时刻，交流电动势达到最大
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