《交變電流傳感器》PPT課件.ppt

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1、菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理

2、第 1單元 交變電流的產(chǎn)生和描述 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 填一填 1 交變電流： 大小和 都隨時間 做 變化的電流 ， 簡稱交流 (AC) 2.正弦式交變電流 (如圖所示 ) 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 (1)定義：按 變化的交變電流 (2)產(chǎn)生：將閉

3、合矩形線圈置于 磁場 中 ， 并繞 方向 的軸做 轉(zhuǎn)動 (3)中性面：與磁場方向 的平面 (4)正弦式交變電流的變化規(guī)律 (線圈在中性面位置開始 計時 )： a 電動勢 e隨時間變化的規(guī)律： e . b 電壓 u隨時間變化的規(guī)律： u . 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 c 電流 i隨時間變化的規(guī)律： i . 其中 等于線圈轉(zhuǎn)動的 ， Em . (5)正弦交變電流的圖象 (如圖所示 ) 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能

4、 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 1 周期和頻率 (1) 周期 T ：交變電流完成 變化 ( 線 圈轉(zhuǎn)一周 ) 所需的時間，單位是 公式： T 2 . (2) 頻率 f ：交變電流在 1 s 內(nèi)完成周期性變化的 ，單位是赫茲 (H z ) (3) 周期和頻率的關(guān)系 T 或 f . 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí)

5、物理 2 交變電流的瞬時值 、 峰值 、 有效值和平均值 (1)瞬時值：交變電流某一 的 值 ， 是時間的函數(shù) (2)峰值：交變電流的電流或電壓所能達到的 (3)有效值：讓交流與恒定電流通過 的電 阻 ， 如果它們在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的 相 等 ， 則這個恒定電流 I、 恒定電壓 U就是這個交變電流的 有 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 (4)正弦式交變電流的有效值與峰值之間的關(guān)系 I ， U ， E . (5)平均值：是交變電流

6、e t圖象中波形與橫軸所圍的面 積跟時間的比值 ， 其數(shù)值可以用 計 算 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 練一練 1 如圖所示各圖線中表示交變電流的是 ( ) 【 解析 】 交變電流的方向做周期性變化 ， 只有大小 變化的電流不是交變電流 【 答案 】 BCD 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù)

7、 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 2 一個矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動 勢 e 200 2 sin 100 t ( V ) ， 那么 ( ) A 該交變電流的頻率是 100 Hz B 當(dāng) t 0 時 ， 線圈平面恰好與中性面垂直 C 當(dāng) t 1 200 s 時 ， e 達到峰值 D 該交變電流的電動勢的有效值為 200 2 V 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 答案 】 C 【解析】 由交變電流的電動勢瞬時值表達式 e nB

8、S sin t 可知，交變電流的頻率 f 2 100 2 Hz 50 Hz ， 選項 A 錯誤在 t 0 時，電動勢瞬時值為 0 ，線圈平面恰好 在中性面處，選項 B 錯誤當(dāng) t 1 200 s 時， e 達到峰值 E m 200 2 V ，選項 C 正確該交變電流的電動勢的有效值 E E m 2 200 V ，選項 D 錯誤 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 3 如圖甲所示 ， 矩形線圈 abcd在勻強磁場中逆時針勻 速轉(zhuǎn)動時

9、， 線圈中產(chǎn)生的交流電如圖乙所示 ， 設(shè)沿 abcda方 向為電流正方向 ， 則 ( ) A 乙圖中 Oa時間段對應(yīng)甲圖中 A至 B圖的過程 B 乙圖中 c時刻對應(yīng)甲圖中的 C圖 C 若乙圖中 d等于 0.02 s， 則 1 s內(nèi)電流的方向改變了 50 次 D 若乙圖中 b等于 0.02 s， 則交流電的頻率為 50 Hz 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 解析 】 由交變電流的產(chǎn)生原理可知 ， 甲圖中的 A、 C兩圖中線圈所

10、在的平面為中性面 ， 線圈在中性面時電流為 零 ， 再經(jīng)過 1/4個周期電流達到最大值 ， 再由楞次定律判斷 出電流的方向 ， 因此圖甲中 A至 B圖的過程電流為正且從零 逐漸增大到最大值 ， A對；甲圖中的 C圖對應(yīng)的電流為零 ， B錯；每經(jīng)過中性面一次線圈中的電流方向?qū)⒁淖円淮?， 所以一個周期以內(nèi)電流方向要改變兩次 ， 所以在乙圖中對應(yīng) Od段等于交變電流的一個周期 ， 若已知 d等于 0.02 s， 則頻 率為 50 Hz,1 s內(nèi)電流的方向?qū)⒏淖?100次 ， C錯；而 D選項頻 率應(yīng)該是 25 Hz. 【 答案 】 A 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十

11、章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 4 一個單匝矩形線框的面積為 S ， 在磁感應(yīng)強 度為 B 的勻強磁場中 ， 從線圈平面與磁場垂直的位置 開始計時 ， 轉(zhuǎn)速為 n 轉(zhuǎn) / 秒 ， 則 ( ) A 線框交變電動勢的最大值為 nB S B 線框交變電動勢的有效值為 2 n BS C 從開始轉(zhuǎn)動經(jīng)過 1 4 周期 ， 線框中的平均感應(yīng) 電動勢為 2 nB S D 感應(yīng)電動勢瞬時值為 e 2 n BS sin 2 n t 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流

12、傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 答案 】 BD 【解析】 線框交變電動勢的最大值為 E m BS 2 n BS ，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值為 e 2 n BS sin 2 n t， A 錯， D 對；該線框交變電 動勢的有效值為 E E m 2 2 n BS ， B 對；線框 中的平均感應(yīng)電動勢 E t 4 nBS ， C 錯 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí)

13、 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 考點一 正弦交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用 考點梳理 1 正弦式電流的變化規(guī)律 (線圈在中性面位置開始計時 ) 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 規(guī)律 物理量 函數(shù) 圖象 磁通量 m cos t BS c os t 電動勢 e E m si n t n B S si n t 電壓 u U m si n t RE m R r si n t 電流 i I m si n t E m R r si n t 菜 單 課

14、時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 3 書寫交變電流瞬時值表達式的基本思路 (1)確定正弦式交變電流的峰值 ， 根據(jù)已知圖象讀出或由公式 Em nBS求出相應(yīng)峰值 (2)明確線圈的初始位置 ， 找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式 若線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動 ， 則 it圖象為正弦函數(shù)圖象 ， 函 數(shù)式為 i Imsin t. 若線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動 ， 則 it圖象為余弦函數(shù)圖 象 ， 函數(shù)式為 i Imcos t. 2. 兩個特殊位置的特點 ( 1

15、 ) 線圈平面與中性面重合時 ， S B ， 最大 ， t 0 ， e 0 ， i 0 ， 電流方向?qū)l(fā) 生改變 ( 2 ) 線圈平面與中性面垂直時 ， S B ， 0 ， t 最大 ， e 最大 ， i 最大 ， 電流方向不 改變 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 典例應(yīng)用 (2014天津理綜 ， 7)如圖 1所示 ， 在勻強磁場中 ， 一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速 ， 繞與磁感線垂直的 軸勻速轉(zhuǎn)動 ， 產(chǎn)生的交變電動勢圖

16、象如圖 2中曲線 a、 b所 示 ， 則 ( ) A 兩次 t 0時刻線圈平面均與中性面重合 B 曲線 a、 b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為 2 3 C 曲線 a表示的交變電動勢頻率為 25 Hz D 曲線 b表示的交變電動勢有效值為 10 V 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 答案 】 AC 【課堂筆記】 線圈位于中性面時，磁通量最大、電動 勢為零，結(jié)合 e t 圖知， A 正確；轉(zhuǎn)速之比等于周期的反比， 故該比值為 3 2 ， B

17、 錯；頻率為周期的倒數(shù)， a 的周期為 0.04 s ，頻率為 25 H z ， C 對；正弦交流電動勢的有效值為 E E m 2 NBS 2 ，已知 E a 15 2 V ，且 b 2 3 a ，故可知 E b 2 3 15 2 V 10 2 V ， D 錯 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 總結(jié)提升 】 求解交變電流變化規(guī)律有關(guān)問題的三 點注意 (1)只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計時 ， 電流的瞬時值 表達式才是正弦形式 其

18、變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動軸處 于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān) (2)注意峰值公式 Em nBS中的 S為有效面積 (3)在解決有關(guān)交變電流的圖象問題時 ， 應(yīng)先把交變電 流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動位置對應(yīng)起來 ， 再根據(jù)特殊位置求特 征解 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 如圖所示 ， 在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的矩形線圈的周期 為 T， 轉(zhuǎn)軸 O1O2垂直于磁場方向 ， 線圈電阻為 2 .從線圈平面與磁場方 向平行時開始計時 ， 線圈轉(zhuǎn)過 60

19、時的感應(yīng)電流為 1 A， 那么 ( ) A 線圈消耗的電功率為 4 W B 線圈中感應(yīng)電流的有效值為 2 A C 任意時刻線圈中的感應(yīng)電動勢為 e 4cos 2 T t D 任意時刻穿過線圈的磁通量為 T sin 2 T t 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 答案 】 AC 【解析】 從線圈平面平行于磁感線開始計時，交變電流的 感應(yīng)電動勢的表達式為 e E m cos t ，則感應(yīng)電流 i e R E m R cos ， 由題

20、給條件有： 1 E m 2 1 2 ，解得 E m 4 V ，則 I m 2 A ， I 有效 2 A ，線圈消耗的電功率 P I 2 有效 R 4 W ，所以 A 正確， B 錯誤 e 4cos t 4cos 2 T t，故 C 正確 由 E m BS m 2 T 得 m 2 T ， 故任意時刻 2 T sin 2 T t，故 D 錯誤 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 考點二 交流電 “ 四值 ” 的理解與應(yīng)用 考點梳理 交變

21、電流的瞬時值 、 峰值 、 有效值 、 平均值的比較 物理 量 物理含義 重要關(guān)系 適用情況及說明 瞬時 值 交變電流某一時 刻的值 e E m s i n t i I m s i n t 計算線圈某時刻的受力情況， 或交流電的瞬時值 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 有效 值 跟交變電流的熱 效應(yīng)等效的恒定 電流 值 對正 ( 余 ) 弦交流 電有： E E m / 2 U U m / 2 I I m / 2 計算與電流的熱效應(yīng)

22、有關(guān)的 量 ( 如功、功率、熱量等 ) 電氣設(shè)備 “ 銘牌 ” 上所標(biāo)的 一般是有效值 保險絲的熔斷電流為有效值 交流電表的讀數(shù) 峰值 最大的瞬時值 E m N B S I m E m /( R r ) 討論電容器的擊穿電壓 平均 值 交變電流圖象中 圖線與時間軸所 夾的面積與時間 的比值 E BL v E n t I E R r 計算通過電路截面的電荷量 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 典例應(yīng)用 (2013 福建卷， 15)

23、如圖，實驗室一臺手搖交流發(fā)電 機，內(nèi)阻 r 1.0 ，外接 R 9.0 的電阻閉合開關(guān) S ，當(dāng)發(fā) 電機轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的電動勢 e 10 2 sin 10 t ( V) ，則 ( ) A 該交變電流的頻率為 10 Hz B 該電動勢的有效值為 10 2 V C 外接電阻 R 所消耗的電功率為 10 W D 電路中理想交流電流表 的示數(shù)為 1.0 A 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 答案 】 D 【課堂筆記】

24、根據(jù)題意知，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角速度 10 ，又 2 f，則該交流電的頻率 f 5 Hz ， A 項錯 誤；該交變電流電動勢最大值 E m 10 2 V ，則有效值 E E m 2 10 V ， B 項錯誤；根據(jù)歐姆定律可得，電路中電 流 I E R r 1.0 A ，即電流表的示數(shù)為 1.0 A ，電阻 R 消 耗的電功率 P I 2 R 9.0 W ， C 項錯誤， D 項正確 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 如圖所示 ， 矩形線圈

25、面積為 S， 匝數(shù)為 N， 線 圈電阻為 r， 在磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場中繞 OO軸以角速 度 勻速轉(zhuǎn)動 ， 外電路電阻為 R， 當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過 60 的過程中 ， 下列判斷正確的是 ( ) 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 A 電壓表的讀數(shù)為 NBS 2 B 通過電阻 R 的電荷量為 q NBS 2 R r C 電阻 R 所產(chǎn)生的焦耳熱為 Q N 2 B 2 S 2 R 4 R r 2 D 當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過 60

26、時的電流為 NBS 2 R r 【解析】 線圈在磁場轉(zhuǎn)動產(chǎn)生了正弦交流電，其電動勢的最大值 E m NBS ，電動勢的有效值 E NBS 2 ，電壓表的讀數(shù)等于交流電源的路端電壓， 且為有效值，則 U NBS 2 R r R ， A 錯誤；求通過電阻 R 的電荷量要用交 流電的平均電流，則 q I t N R r N BS 1 2 BS R r NBS 2 R r ，故 B 正確； 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 答案 】

27、B 電阻 R 上產(chǎn)生的熱量的計算應(yīng)該用有效值來計算，則電阻 R 產(chǎn)生的熱量 Q I 2 Rt NB S 2 R r 2 R 3 N 2 B 2 S 2 R 6 R r 2 ，故 C 錯誤； 線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過 60 時的電流為瞬時值，則符號瞬時值 表達式為 i NB S R r sin t NB S R r sin 3 3 NB S 2 R r ，故 D 錯誤 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 兩種機械模型的分析 1 模型概述 “

28、 電動機 ” 模型和 “ 發(fā)電機 ” 模型是高考題中時常出現(xiàn)的 兩種物理模型 ， 凡在安培力作用下在磁場中運動的通電導(dǎo) 體均可看做電動機模型 ， 在外力作用下在磁場中做切割磁 感線運動的導(dǎo)體均可看做發(fā)電機模型 ， 此模型綜合考查了 磁場力的作用 、 電磁感應(yīng) 、 恒定電流 、 交流電 、 能量轉(zhuǎn)化 與守恒等知識 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 2 模型比較 電動機 發(fā)電機 工作原理 通電線圈在磁場中受到安 培力而轉(zhuǎn)動 閉合線圈在

29、磁場中受外力轉(zhuǎn)動，產(chǎn) 生感應(yīng)電動勢 能量轉(zhuǎn)化 電能轉(zhuǎn)化為機械能 機械能轉(zhuǎn)化為電能 解題要點 ( 1) 受力由左手定則來判斷 ( 2) 能量關(guān)系： P 總 P 輸出 P 熱 ( 3) 實際功率： P 實際 P 額定 ( 4) 電壓、電流關(guān)系： U IR ( 1) 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向由右手 定則判定 ( 2) 感應(yīng)電動勢大小由法拉第電磁 感應(yīng)定律計算 ( 3) 注意感應(yīng)電流的最大值、瞬時 值、有效值和平均值的計算 （ 4 ） 能量轉(zhuǎn)化中滿足守恒 形象比喻 左手抓著電動機 右手抓著發(fā)電機 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提

30、升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 如圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計的一種振動發(fā)電裝置 的示意圖 ， 一個半徑 r 0.10 m、 匝數(shù) n 20的線圈套在永久 磁鐵槽中 ， 磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布 (其右視圖 如圖乙所示 ) 在線圈所在位置磁感應(yīng)強度 B的大小均為 B 0.20 T， 線圈的電阻為 R1 0.50 ， 它的引出線接有 R2 9.5 的小電珠 L.外力推動線圈框架的 P端 ， 使線圈沿軸線做往 復(fù)運動 ， 便有電流通過電珠 當(dāng)線圈向右的位移 x隨時間 t變 化的規(guī)律如圖丙所示時 (x取向右為正 ) 求： 菜 單 課 時 作

31、業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 (1)線圈運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E的大小； (2)線圈運動時產(chǎn)生的感應(yīng)電流 I的大小； (3)每一次推動線圈運動過程中作用力 F的大小； (4)該發(fā)電機的輸出功率 P. 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 答案 】 (1)2 V (2)0.2 A (

32、3)0.5 N (4)0.38 W 【解析】 (1) 由 xt 圖，可得線圈的切割速度 v x t 0.8 m/ s. 線圈做切割磁感線運動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E n 2 rB v 20 2 3.14 0.1 0.2 0.8 V 2 V . (2) 由閉合電路的歐姆定律，感應(yīng)電流 I E R 1 R 2 2 0.5 9.5 A 0.2 A. (3) 由于線圈每次運動都是勻速直線運動，由平衡條件 F 推 F 安 ，即 F 推 nBI 2 r 20 0.2 0.2 2 3.14 0.1 N 0.5 N. (4) 發(fā)電機的輸出功率即小電珠的電功率 P I 2 R 2 0.2 2 9.5 W 0.38

33、W . 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 總結(jié)提升 】 (1)線圈在輻射形磁場中切割磁感線產(chǎn)生的電動勢等于 每匝線圈產(chǎn)生電動勢的和 (2)線圈所受的安培力等于各匝線圈所受安培力的和 (3)線圈是電源 ， 燈泡是負(fù)載 ， 其能量來源是推力做的 功 . 如圖所示為電動機的簡化模型 ， 線圈 abcd可 繞 O1O2自由轉(zhuǎn)動 當(dāng)線圈中通入如圖所示的電流時 ， 順著 O1O2的方向看去 ， 線圈將 ( ) 菜 單 課 時 作 業(yè) 多

34、維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 A 順時針轉(zhuǎn)動 B 逆時針轉(zhuǎn)動 C 仍然保持靜止 D 既可能順時針轉(zhuǎn)動 ， 也可能逆時針轉(zhuǎn)動 【 解析 】 在題中圖示位置 ， 由左手定則可以判斷 ， ab邊受到的安培力向上 ， cd邊受到的安培力向下 ， 則線圈順 時針轉(zhuǎn)動 ， 故 A項正確 【 答案 】 A 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自

35、主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 如圖所示是一臺發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖 ， 其中 N、 S是永久磁鐵的兩個磁極 ， 它們的表面呈半圓柱面形 狀 M是圓柱形鐵芯 ， 它與磁極的柱面共軸 ， 鐵芯上有一矩 形線框 ， 可繞與鐵芯 M共軸的固定轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn) 磁極與鐵芯 之間的縫隙中形成方向沿半徑 、 大小近似均勻的磁場 若從 圖示位置開始計時 ， 當(dāng)線框繞固定轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動時 ， 下列 圖象中能正確反映線框中感應(yīng)電動勢 e隨時間 t變化規(guī)律的是 ( ) 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ)

36、梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 解析 】 因發(fā)電機的兩個磁極 N、 S呈半圓柱面形 狀 ， 磁極間的磁感線如圖所示 ， 即呈輻向分布磁場 ， 磁感應(yīng) 強度的大小不變 ， 僅方向發(fā)生改變 ， 故線框在磁場中轉(zhuǎn)動時 垂直切割磁感線 ， 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小不變 ， 線框越過 空隙段后 ， 由于線框切割磁感線方向發(fā)生變化 ， 所以感應(yīng)電 動勢的方向發(fā)生變化 ， 綜上所述 ， D正確

37、 【 答案 】 D 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 模擬題組 1 (2015江南六校模擬 )一交流電壓的圖象如圖所示 ， 將 該交流電壓加在一阻值為 22 的電阻兩端 ， 下列說法中正 確的是 ( ) 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 答案 】 B A 該電阻消

38、耗的功率為 1 100 W B 該交流電壓的瞬時值表達式為 u 1 10 2 sin ( 100 t ) V C 并聯(lián)在該電阻兩端的交流電壓表的示數(shù)為 1 10 2 V D 流過電阻的電流方向每 秒改變 50 次 【解析】 有效值為 1 1 0 V ，所以 P U 2 R 550 W ， A 錯；該交流 電的電壓峰值為 1 10 2 V ， T 0.02 s ， 2 T 100 ，初相為 0 ，故 B 正確；電壓表示數(shù)等于有效值，故 C 錯；頻率為 50 Hz ，電流方向每 秒改變 100 次，故 D 錯 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組

39、 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 2 (2015淮南高三質(zhì)檢 )如圖所示 ， 圖線 a是線圈在勻 強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生正弦交流電的圖象 ， 當(dāng)調(diào)整線圈 轉(zhuǎn)速后 ， 所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線 b所示 ， 以下關(guān)于 這兩個正弦交流電的說法正確的是 ( ) A 在圖中 t 0時刻穿過線圈的磁通量均為零 B 線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為 3 2 C 交流電 a的瞬時值為 u 10sin 5t (V) D 交流電 b的最大值為 5 V 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組

40、演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 答案 】 BC 【解析】 t 0 時刻穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化 率為零，故電壓為零， A 錯；讀圖得兩次周期之比為 2 3 ，由轉(zhuǎn) 速 2 T 得轉(zhuǎn)速與周期成反比，故 B 正確；讀圖得 a 的最大值為 10 V ， 5 ，由交流電感應(yīng)電動勢瞬時值表達式 e E m sin t (V )( 從中性面開始計時 ) 得， u 10si n 5 t (V ) ，故 C 正確；交流 電的最大值 E m nBS ，所以根據(jù)兩次轉(zhuǎn)速 的比值可得，交流 電 b 的最大值為 2 3 10

41、V 20 3 V ，故 D 錯 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 高考題組 3 (2012廣東卷 )某小型發(fā)電機產(chǎn)生的交變電動勢為 e 50sin 100t(V) 對此電動勢 ， 下列表述正確的有 ( ) A 最大值是 50 2 V B 頻率是 100 Hz C 有效值是 25 2 V D 周期是 0.02 s 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻

42、考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 答案 】 CD 【解析】 從中性面開始計時，交變電動勢的表 達式為 e E m sin t ，因 e 50sin 100 t ( V) ，所以最大 值 E m 50 V ， A 錯誤由 2 f 100 得 f 50 H z ， B 錯誤有效值 E E m 2 25 2 V ， C 正確 T 1 f 0.02 s ， D 項正確 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考

43、總復(fù)習(xí) 物理 4 ( 2013 山東卷， 17) 圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖， 兩磁極 N 、 S 間的磁場可視為水平方向的勻強磁場， 為交流 電流表，線圈繞垂直于磁場方向的水平軸 OO 沿逆時針方向 勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變 化的圖像如圖乙所示，以下判斷正確的是 ( ) 甲 乙 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 A 電流表的示數(shù)為 10 A B 線圈轉(zhuǎn)動的角速度為 50 rad/s C 0.01 s

44、時線圈平面與磁場方向平行 D 0.02 s時電阻 R中電流的方向自右向左 【 答案 】 AC 【解析】 電流表顯示的是交變電流的有效值，即 I I m 2 10 A ， A 項正確；從題中圖象可知，交變電流的周期 T 2 10 2 s ，則 2 T 100 r a d/s ， B 項錯誤； 0.01 s 時，線圈轉(zhuǎn)過了半 個周期，線圈平面與磁場方向平行， C 項正確； 0.02 s 時線圈轉(zhuǎn) 動到圖示位置， AB 邊向下切割磁感線，根據(jù)右手定則可判斷電 流方向從 B 指向 A ，即電阻 R 中電流的方向自左向右， D 項錯 誤 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交

45、變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 新題快遞 5.如圖所示的空間存在一勻強磁場 ， 其方向為垂直于紙 面向里 ， 磁場的右邊界為 MN， 在 MN右側(cè)有一矩形金屬線 圈 abcd， ab邊與 MN重合 現(xiàn)使線圈以 ab邊為軸按圖示方向 勻速轉(zhuǎn)動 (從上往下看為順時針轉(zhuǎn)動 )， 將 a、 b兩端連到示波 器的輸入端 ， 若 ab邊中電流從 a到 b為正 ， 則從下列圖中示波 器觀察到的 ab中電流隨時間變化的圖形是 ( ) 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳

46、感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 【 解析 】 本題可將右側(cè)磁場補全 ， 即矩形線圈在勻 強磁場中勻速轉(zhuǎn)動 ， 會產(chǎn)生正弦式交流電 ， 由楞次定律可 知：從中性面開始 ， 電流從 0開始 ， 沿負(fù)向 ， 可畫出完整電 流隨時間變化的圖形 ， 在此基礎(chǔ)上 ， 去掉右側(cè)磁場 ， 故電流 僅在左側(cè)磁場中切割磁感線而產(chǎn)生電流 ， 故選項 D正確 ， 選 項 A、 B、 C錯誤 【 答案 】 D 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理 課時作業(yè) (二十九 ) 菜 單 課 時 作 業(yè) 多 維 拓 展 能 力 突 破 第十章 交變電流 傳感器 題 組 演 練 綜 合 提 升 高頻 考 點 透 析 導(dǎo) 悟 基 礎(chǔ) 梳 理 自 主 預(yù) 習(xí) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 物理