高考物理一轮复习典例精析课件第十章交变电流传感器文字版

由天下分享时间：2025/3/24 17:59:35 加入收藏我要投稿点赞

* 电流

传感器第一节

第十章

交变电流的产生和描述

交变例 1

2008??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θ 45°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1 确定t 0时刻感应电流方向. 2

【点拨】

利用t 0时刻的速度确定感应电

. 【解析】

.从图 b

动势大小. 3 判定t 0时刻后短时间内电流的变化趋势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

可看出线圈与磁场夹角θ 45°，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为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】D 1.一矩形线圈，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

对值最大 C.t3时刻通

为零 B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝过线圈的磁通量变化过线圈

率的绝对值最大 D.每当e改变方向时，通

【解析】t1和t3时刻电动势

的磁通量的绝对值都最大

为零，线圈处于中性面位置，此位置磁通量最大，磁通量的变化率为零，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L 10

cm，匝数n 100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B 0.50 T，角速度ω 10π rad/s,外电路电阻R 4.0 Ω，线圈内阻r 1.0 Ω. 1 感应电动势的最大值. 2

求线圈转动的周期和

写出线圈由图中所示位置开始计时时，感

求交流电压表的示数. 【点拨】由磁

电压表和电流表的示数

应电动势的瞬时值表达式. 3

场情况和线圈转动情况可确定瞬时值表达式，

为电路中电压和电流的有效值. 【解析】 1 T 2π/ω 2π/10π s 0.2 s. Em nBSω 100×0.50×102×10-4×10π V 5πV. 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πcos10πt V . 3

电动势有效值E Em / ,I E/

πV 2.83 V. 2. 2009??

e Emcosωt 5（R+r）. 交天津如图所示，B的水平匀强磁场

流电压表示数U IR 2 单匝矩形闭合导线框

abcd全部处于磁感应强度为

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

【解析】本题考查

过导线横截面的电荷量 q .

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Em BSω,电动势的有效值E Em/ ,

电流的有效值I E/R BS

ω/2R;q IΔt E/RΔt ΔΦ

ω/2R BS/R

例

/RΔtΔt ΔΦ/R BS/R. 【答案】 BS

如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象，A.3.5 A B.7/2 A C.5 A D.5 A

此交流电的有效值是

【错解】根据

交流电有效值的公式I Im/ 大值取其平均值

如图 , Im

，此交流电的峰值不同，故最（4 +3

）/2 A＝7

I Im/

/2A，I Im/ 3.5A,选A. 【剖析】第一，有效值公式

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电的有效值时，应从热效应角度求解

交流电通过一个纯电阻用电器

.故求非正弦式交流

.设交流电的有效值为I，令该R，在一个周期内有I2RT

I12RT/2+I22RT/2.所以该交流电的有效值为I 5 A.所以应选D. 【答案】D 第2节

变压器

电能的输送例

1 2009??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

u 20 sin 100

πt V,氖泡在两端电压

） A.

开关接

100

达到100 V时开始发光，下列说法中正确的是（通后，氖泡的发光频率为

50 Hz B.开关接通后，电压表的示数为

V C.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

. 2

原、副

功率不变【点拨】 1 电压表的读数为交流电的有效值线圈上交流电的周期与频率是相同的与原、副线圈匝数的比例关系. 4

. 3

原、副线圈的电压、电流

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20 / 2 V 20 V

，由n1/n2 U1/U2得副线圈两端的电

B项正确；交变电

100 V，

压为U2 100 V，电压表的示数为交流电的有效值，

压的频率为f 100π/2πHz 50 Hz，一个周期内电压两次大于

即一个周期内氖泡能发光两次，所以其发光频率为100 Hz，A项错误；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，C项错误；断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，D项错误. 【答案】 B 1.如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电

压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流

.下

列说法错误的是 A.保持P的位置及U1不变，S由b切

换到a，则R上消耗的功率增大 B.保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2 减小 C.保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1减小 D.

保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，

则I1减小【解析】保持P的位置及U1不变，S由b切换到a的过程中，副线圈匝数增多，输出电压增大，则

R上消耗的功率也增大，

原线圈的输入功率也增大；U1不变，输入电流I1增大，所以选项A错误，.保持P的位置及U1不变，S由a切换到b的过程中，副线圈匝数减少，则输出电压减少，输出电流也减少

.故选项B正确. C错

误。保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1增大，D错误. 【答案】B 例2 （2008??上海）某小型实验水电站输出功率是输

20 kW，

电线路总电阻是6 Ω. （1）若采用380 V输电，求输电线路损

耗的功率. （2）若改用5000 V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压

. 【点拨】 1 由P UI求出输

电线上的电流. 2 用P线 I2R线与U线 IR线分别求得输电线损耗的功率和电压. 3 利用变压器的电压比和匝数比的关系求出用户得到的电压. 【解析】（1）输电线上的电流强度为 I＝P/U 20×103/380 A＝52.63 A. 输电线路损耗的功率为

P损＝I2R＝52.632×6 W≈16

620 W＝16.62 kW. （2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I′＝P/U′ 20×103/5 000 A＝4 A. 变压器降压前获得的电压U1 U′-I′R 5 000-4×6 V ＝4 976 V. 根据U1/U2 n1/n2，用户得到的电压为U2＝n2/n1U1 ＝1/22×4 976 V＝226.18 V. 2.下列说法正确的是（

关于高压输电

②

）①从发电站到输电线路需要升压变压器

从发电站到输电线路需要降压变压器流④高压输电是为了增大输电功率D. ②④

③高压输电是为了增大输电电 A. ①③ B.

①④ C.

②③

解析：高压输电输送总功率一定，为了减小输电线路上功

率损失，需要减小输电线上的电流，从发电站到输电线路是用升压变压器，用来升高电压，故①④正确

.答案为B. 答案：B 例

收音机

的变压器的原线圈有1 210匝，接在U1 220 V的交流电源上，变压器有两个副线圈.副线圈Ⅱ的匝数为35匝，副线圈Ⅲ的匝数是