步步高2015届高考物理一轮复习--交变电流传感器.docx

考点内容 要求 考纲解读 交变电流、交变电流的图象 Ⅰ 1．交变电流的产生及其各物理量的 正弦交变电流的函数表达式、 峰值 Ⅰ 变化规律，应用交流电的图象解 和有效值 决问题． 理想变压器 Ⅰ 2．利用有效值的定义，对交变电流 远距离输电 Ⅰ 的有效值进行计算． 3．理想变压器原、副线圈中电流、 电压、功率之间的关系应用，变 压器动态变化的分析方法． 实验：传感器的简单使用 4．远距离输电的原理和相关计算． 5．传感器的简单使用，能够解决与 科技、社会紧密结合的问题 . 第 1 课时 交变电流的产生和描述 考纲解读 1.理解交变电流的产生过程， 能正确书写交变电流的表达式 .2.理解描述交变电流 的几个物理量，会计算交变电流的有效值． 1． [交变电流的产生和变化规律  ]如图  1 甲所示，矩形线圈  abcd  在匀强磁场中逆时针匀速转 动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，  设沿  abcda 方向为电流正方向， 则下列说法 正确的是  (  ) 图  1 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  0.02 s，则  1 s 内电流的方向改变  50 次 D．若乙图中  b 等于  0.02 s，则交流电的频率为  50 Hz 答案 A 2． [描述交变电流的物理量 ]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 2 所示．此线圈与一个 R＝ 10 Ω 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 ( ) 图  2 A ．交变电流的周期为  0.125 s B．交变电流的频率为  8 Hz C．交变电流的有效值为  2 A D．交变电流的最大值为  4 A 答案 C 解析 由题图可直接获取的信息是：交变电流的周期是 0.250 s， A 错；感应电动势的 最大值为 20 V ，线圈中产生的交变电流为正弦式交变电流，从而可推出：交变电流的 频率  f＝ 1＝ T  1 0.250  Hz＝ 4 Hz，B  错；交变电流的最大值  I m＝ Em＝20 R 10  A＝2 A，D  错；交 变电流的有效值  I ＝ I m ＝  2  A ＝  2 A ．所以正确选项为  C. 2  2 3． [瞬时值表达式的书写方法 ]如图 3 所示，图线 a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生 正弦交流电的图象， 当调整线圈转速后， 所产生正弦交流电的图象如图线 b 所示， 以下 关于这两个正弦交流电的说法正确的是  (  ) 图 3 A ．在图中 t＝ 0 时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先、后两次转速之比为 3∶ 2 C．交流电 a 的瞬时值表达式为 u＝ 10sin 5πt (V) D．交流电 b 的最大值为 5 V 答案 BC 解析 t＝ 0 时刻穿过线圈的磁通量最大， 磁通量的变化率为零，故电压为零， A 错．读 图得两次周期之比为 2∶3，由转速 n＝ ω＝ 1得转速与周期成反比，故 B 正确．读图得 2π T a 的最大值为 10 V ， ω＝ 5πrad/s，由交流电感应电动势的瞬时值表达式 e＝ Emsin ωt (V)( 从线圈在中性面位置开始计时 )得， u＝10sin 5πt (V) ，故 C 正确．交流电的最大值 Em＝ NBSω ，所以根据两次转速的比值可得，交流电 b 的最大值为 2×10 V ＝ 20 V，故 3 3 错． 4． [交变电流有效值的计算方法 ]如图 4 所示为一交变电流的电压随时间变化的图象，正半 轴是正弦曲线的一个部分，则此交变电流的电压的有效值是 ( ) 图 4 A. 34 V B．5V 5 2 C. 2 V D．3V 答案 C 解析 设其有效值为 U，根据交变电流的有效值定义和题图中电流特点可得， 在一个周 2 2 U 2 3 2V2 1 1 1 U 1 U 2 2 2 期内有 R t1＋ R t2＝ R t，即 ( 2 ) ×R× 0.01 s＋ (4 V) ×R× 0.01 s＝ U × R× 0.02 s， 解得 U＝5 2 V，故 C 正确． 2 一、交变电流的产生和变化规律 1．交变电流 大小和方向都随时间做周期性变化的电流．如图 5(a)、 (b) 、 (c)、 (d) 所示都属于交变电 流．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流，如图 (a) 所 示． 图 5 2．正弦交变电流的产生和图象 (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)中性面 ①定义：与磁