2019-2020年高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第1讲交变电流的产生及描述教学案（含解析）

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1、2019-2020年高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第1讲交变电流的产生及描述教学案（含解析）一、交变电流1．定义：________随时间做周期性变化的电流．2．图像：如图11281(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，如图(a)所示．图11281二、描述交变电流的物理量1．峰值：Em＝________(N：线圈的匝数；S：线圈处于磁场中的有效面积；ω：线圈转动的角速度；B：磁场的磁感应强度)．2．瞬时值：反映某一时刻交变电流的________和________．3．有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流

2、值，即让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果在相同时间内产生的________相等，则直流电的数值就是交流电的有效值．4．平均值：用法拉第电磁感应定律E＝________求解．5．周期和频率(1)周期：完成一次周期性变化所需要的________；(2)频率：每秒钟完成周期性变化的________；(3)周期、角速度和频率的关系：T＝，ω＝＝2πf.答案：一、1.方向二、1.nBSω　2.大小　方向　3.热量　4.n5．(1)时间　(2)次数【思维辨析】(1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦式交变电流．(　　)(2)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴

3、匀速转动经过中性面时，线圈中的感应电动势为零，电流方向发生改变．(　　)(3)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值．(　　)(4)交变电流的峰值总是有效值的倍．(　　)(5)线圈在磁场中每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改变一次．(　　)(6)可以用平均值计算交变电流产生的热量．(　　)答案：(1)(×)　(2)(√)　(3)(×)　(4)(×)　(5)(×)(6)(×)Ø考点互动探究　考点一　交变电流的产生及规律1.正弦式交变电流的产生(1)线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．(2)两个特殊位置的特点：①线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝

4、0，电流方向将发生改变．②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变．(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．(4)交变电动势的最大值Em＝nBSω，与转轴位置无关，与线圈形状无关．2．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　　函数表达式图像磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nBSωsinωt电压u＝Umsinωt＝sinωt电流i＝Imsinωt＝sinωt1一边长为L的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固

5、定轴转动，线框中产生的感应电动势e随时间t的变化情况如图11282所示．已知匀强磁场的磁感应强度为B，则结合图中所给信息可判定(　　)图11282A．t1时刻穿过线框的磁通量为BL2B．t2时刻穿过线框的磁通量为零C．t3时刻穿过线框的磁通量变化率为零D．线框转动的角速度为答案：D　[解析]t1时刻，感应电动势最大，穿过线框的磁通量应为零，选项A错误；t2时刻，穿过线框的磁通量最大，为Φm＝BL2，选项B错误；t3时刻，感应电动势最大，则磁通量变化率也最大，选项C错误；交变电流的最大值为Em＝BL2ω，则ω＝，选项D正确．式题一不动的矩形线圈abcd处于范围足够大的可转

6、动的匀强磁场中，如图11283所示．该匀强磁场是由一对磁极N、S产生，磁极以OO′为轴匀速转动．在t＝0时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极N开始离开纸面向外转动，规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图像是(　　)图11283图11283答案：C　[解析]磁极以OO′为轴匀速转动可等效为磁场不动线圈向相反方向转动，在t＝0时刻，由右手定则可知，产生的感应电流方向为a→b→c→d→a，磁场的方向与线圈平行，感应电流最大，故选项C正确．　考点二　交变电流“四值”的理解和应用物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值　交变电流某一时刻的

7、值e＝Emsinωti＝Imsinωt　计算线圈某时刻的受力情况峰值　最大的瞬时值Em＝nBSωIm＝　讨论电容器的击穿电压有效值　跟交变电流的热效应等效的恒定电流值用于正(余)弦式电流：E＝U＝I＝　(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)　(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值　(3)保险丝的熔断电流为有效值平均值　交变电流图像中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值E＝nI＝　计算通过电路截面的电荷量考向一　交变电流瞬时表达式的书写2图11284甲是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈a