高考物理一轮复习典例精析课件：第十章 交变电流 传感器可编辑文字版（可编辑）

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1、*第十章交变电流传感器第一节交变电流的产生和描述例12008??宁夏如图（a）所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角θ45°时，如图（b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正.则下列四幅图中正确的是【点拨】1确定t0时刻感应电流方向.2利用t0时刻的速度确定感应电动势大小.3判定t0时刻后短时间内电流的变化趋势.【解析】本题考查正弦式交流电的产生过程、楞次定律等知识和规律.从图b可看出线圈与磁场夹角θ45°，由楞次定律可判断，初始时刻

2、电流方向为b到a，故瞬时电流的表达式为i－Imcos（π/4+ωt），则为D图象所描述.注意对线圈绕垂直于磁场的轴旋转时的瞬时电动势表达式的理解.【答案】D1.一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是（）A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都最大【解析】t1和t3时刻电动势为零，线圈处于中性面位置，此位置磁通量最大，磁通量的

3、变化率为零，电动势改变方向，故A、C错误，D正确；t2时刻电动势最大，磁通量为零，B错误.【答案】D例2如图所示，一个边长L10cm，匝数n100匝的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速运动，磁感应强度B0.50T，角速度ω10πrad/s,外电路电阻R4.0Ω，线圈内阻r1.0Ω.1求线圈转动的周期和感应电动势的最大值.2写出线圈由图中所示位置开始计时时，感应电动势的瞬时值表达式.3求交流电压表的示数.【点拨】由磁场情况和线圈转动情况可确定瞬时值表达式，电压表和电流表的示数为电路中电压和电流的有效值

4、.【解析】1T2π/ω2π/10πs0.2s.EmnBSω100×0.50×102×10-4×10πV5πV.2题图所示位置为感应电动势最大值的位置，瞬时值表达式为eEmcosωt5πcos10πtV.3电动势有效值EEm/,IE/（R+r）.交流电压表示数UIR2πV2.83V.2.2009??天津如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I.线框从中性面开始转过π/2的过程中，通过导线横截面的

5、电荷量q.【解析】本题考查交流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交流电中有关电荷量的计算等问题.电动势的最大值EmBSω,电动势的有效值EEm/,电流的有效值IE/RBSω/2R;qIΔtE/RΔtΔΦ/RΔtΔtΔΦ/RBS/R.【答案】BSω/2RBS/R例如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电的有效值是A.3.5AB.7/2AC.5AD.5A【错解】根据交流电有效值的公式IIm/，此交流电的峰值不同，故最大值取其平均值如图,Im（4+3）/2A＝7/2A，IIm/3.5A,选A.【剖析】第一，有效值公式

6、IIm/是有条件的，只有正弦式交流电的最大值和有效值才有这样的数量关系.本题所给的交流电的图象不是正弦式交流电的图形，故该公式不适用于此交流电.第二，交流电的最大值不是两个不同峰值的算术平均值.交流电的有效值是根据其热效应而定义的，它是从电流产生焦耳热相等的角度出发，使交流电与恒定电流等效.故求非正弦式交流电的有效值时，应从热效应角度求解.设交流电的有效值为I，令该交流电通过一个纯电阻用电器R，在一个周期内有I2RTI12RT/2+I22RT/2.所以该交流电的有效值为I5A.所以应选D.【答案】D第2节变压器电能的输送例12

7、009??江苏如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u20sin100πtV,氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的是（）A.开关接通后，氖泡的发光频率为50HzB.开关接通后，电压表的示数为100VC.开关断开后，电压表的示数变大D.开关断开后，变压器的输出功率不变【点拨】1电压表的读数为交流电的有效值.2原、副线圈上交流电的周期与频率是相同的.3原、副线圈的电压、电流与原、副线圈匝数的比例关系.4原线圈的输入功率由副线圈的输出功率决定.【解析】本题主要考查变压器的知识，要能对

8、变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解.由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为U120/2V20V，由n1/n2U1/U2得副线圈两端的电压为U2100V，电压表的示数为交流电的有效值，B项正确；交变电压的频率为f100π/2πHz