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第十章交变电流传感器第十章交变电流传感器第九章电磁感应第九章电磁感应第一节第一节交变电流的产生和交变电流的产生和描述描述基础梳理自学导引基础梳理自学导引一、交变电流的产生和变化规律一、交变电流的产生和变化规律1交变电流：交变电流：_和和_都随时都随时间做周期性变化的电流叫交变电流间做周期性变化的电流叫交变电流.2正弦式交变电流正弦式交变电流(1)特点：随时间按正特点：随时间按正(余余)弦规律变化弦规律变化的交变电流的交变电流大小大小方向方向(2)产生：如图产生：如图1011所示，将线圈所示，将线圈置于匀强磁场中置于匀强磁场中,并绕垂直于并绕垂直于_的轴做匀速转动的轴做匀速转动图图1011磁感线磁感线(3)变化规律变化规律(线圈在中性面位置开始线圈在中性面位置开始计时计时)电动势电动势(e)：e _电压电压(u)：u _电流电流(i)：i _(4)图象图象(如图如图1012)EmsintUmsintImsint图图1012二、描述交变电流的物理量二、描述交变电流的物理量1交变电流的周期和频率的关系：交变电流的周期和频率的关系：T_.2峰值和有效值峰值和有效值(1)峰值：交变电流的峰值是它能达到峰值：交变电流的峰值是它能达到的的_最大值最大值(2)有效值：让交流与恒定电流分别通有效值：让交流与恒定电流分别通过大小过大小_的电阻，如果在交流的的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的一个周期内它们产生的_相等，相等，则这个恒定电流则这个恒定电流I、恒定电压、恒定电压U就是这就是这个交变电流的有效值个交变电流的有效值相同相同热量热量4相位：在正弦式交变电流的公式相位：在正弦式交变电流的公式uEmsin(t)中中,t叫叫_,叫叫_，两支交流的相位之差叫做它，两支交流的相位之差叫做它们的们的_相位相位初相位初相位相位差相位差要点透析直击高考要点透析直击高考一、正弦式电流的变化规律一、正弦式电流的变化规律1.正弦式电流的变化规律正弦式电流的变化规律(线圈在中性线圈在中性面位置开始计时面位置开始计时)规律规律物理量物理量函数函数图象图象磁通量磁通量mcostBScost3交变电流瞬时值表达式书写的基交变电流瞬时值表达式书写的基本思路本思路(1)确定正弦式交变电流的峰值，根据确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象或由公式已知图象或由公式EmnBS求出相求出相应峰值应峰值(2)明确线圈的初始位置，找出对应的明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式函数关系式如：线圈从中性面位置开始转动，如：线圈从中性面位置开始转动，则则it图象为正弦函数图象，函数式为图象为正弦函数图象，函数式为iImsint.线圈从垂直中性面位置开始转动，线圈从垂直中性面位置开始转动，则则it图象为余弦函数图象，函数式为图象为余弦函数图象，函数式为iImcost.特别提醒：特别提醒：( (1) )只要平面线圈在匀强磁只要平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，就场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，就产生正弦式交流电，其变化规律与线产生正弦式交流电，其变化规律与线圈的形状、与转动轴处于线圈平面内圈的形状、与转动轴处于线圈平面内哪个位置都无关哪个位置都无关.即时应用即时应用 1一矩形线框在匀强磁场内绕垂直于一矩形线框在匀强磁场内绕垂直于磁场的轴匀速转动过程中，线框输出磁场的轴匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图象如图的交流电压随时间变化的图象如图1013所示所示,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()图图1013At0时刻线框平面与磁场平行时刻线框平面与磁场平行B交流电压的频率为交流电压的频率为4 HzC1 s末线框平面垂直于磁场，通过末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快线框的磁通量变化最快D2 s末线框平面垂直于磁场，通过末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大线框的磁通量最大二、对交变电流二、对交变电流“四值四值”的比较和理解的比较和理解1交变电流的瞬时值、峰值、有效值、交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值的比较平均值的比较物理量物理量物理含义物理含义重要关系重要关系适用情况及适用情况及说明说明瞬时值瞬时值交变电流交变电流某一时刻某一时刻的值的值eEmsint iImsint计算线圈某计算线圈某时刻的受力时刻的受力情况情况峰值峰值最大的瞬最大的瞬时值时值EmnBSImEm/(Rr)讨论电容器讨论电容器的击穿电压的击穿电压2.对交变电流有效值的理解对交变电流有效值的理解交变电流的有效值是根据电流的热效应交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热阻生热(或热功率或热功率)进行计算进行计算.注意注意“三同三同”：即即“相同电阻相同电阻”，“相同时间相同时间”内产生内产生“相同相同热量热量”计算时计算时“相同时间相同时间”要取周期的整要取周期的整数倍，一般取一个周期数倍，一般取一个周期特别提醒：特别提醒：在交流电路中，电压表、在交流电路中，电压表、电流表等电工仪表的示数均为交变电电流表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值流的有效值.在没有具体说明的情况下在没有具体说明的情况下,所给出的交变电流的电压、电流指的所给出的交变电流的电压、电流指的是有效值是有效值.即时应用即时应用2(2012上海静安区高三模拟上海静安区高三模拟)一交一交流电压的图象如图流电压的图象如图1014所示，将所示，将该交流电压加在一阻值为该交流电压加在一阻值为22 的电阻的电阻两端，下列说法中正确的是两端，下列说法中正确的是()图图1014题型探究讲练互动题型探究讲练互动 (2012济南模拟济南模拟)如图如图1015甲所示，甲所示，一矩形闭合线圈在匀强一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO交流电的产生交流电的产生例例1图图1015A线圈中的电流最大线圈中的电流最大B穿过线圈的磁通量最大穿过线圈的磁通量最大C线圈所受的安培力为零线圈所受的安培力为零D穿过线圈磁通量的变化率最大穿过线圈磁通量的变化率最大【答案】【答案】BC (2012青岛模拟青岛模拟)已知某电阻元已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如件在正常工作时，通过它的电流按如图图1016所示的规律变化所示的规律变化.今与这个今与这个电阻元件串联一个多用电表电阻元件串联一个多用电表(已调至交已调至交流电流挡流电流挡),则多用电表的读数为则多用电表的读数为()非正弦式交流电有效值非正弦式交流电有效值的计算的计算例例2【答案】【答案】C (满分样板满分样板18分分)一个电阻为一个电阻为r、边长为、边长为L的正方形线圈的正方形线圈abcd共共N匝，线圈在磁感应强匝，线圈在磁感应强度为度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的匀强磁场中绕垂直于磁感线交流电交流电“四值四值”的计算的计算例例3图图1017的轴的轴OO以如图以如图1017所示的角所示的角速度速度匀速转动，外电路电阻为匀速转动，外电路电阻为R.(1)在图中标出此刻线圈感应电流的方在图中标出此刻线圈感应电流的方向向(2)线圈转动过程中感应电动势的最大线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？值有多大？(3)线圈平面与磁感线夹角为线圈平面与磁感线夹角为60时的时的感应电动势为多大？感应电动势为多大？(4)设发电机由柴油机带动，其他能设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？多少功？(5)从图示位置开始，线圈转过从图示位置开始，线圈转过60的过程中通过的过程中通过R的电量是多少？的电量是多少？(6)图中电流表和电压表的示数各是图中电流表和电压表的示数各是多少？多少？知能演练强化闯关知能演练强化闯关本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放
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