人教版高考物理一轮总复习精品课件 第十二章 交变电流 传感器 第1节 交变电流的产生及其描述.ppt

【对点演练】5.(2021天津和平区模拟)如图所示,N=50匝的矩形线圈abcd,ab边长l1=20cm,ad边长l2=25cm,放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO轴以n=3000r/min的转速匀速转动,线圈电阻r=1Ω,外电路电阻R=9Ω,t=0时,线圈平面与磁感线平行,ab边正转出纸外、cd边转入纸里。(1)写出t=0时感应电流的方向;(2)写出线圈感应电动势的瞬时值表达式;(3)线圈转一圈外力做功多大?(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量是多大?答案(1)方向为adcba(2)e=314cos100πt(V)(3)98.6J(4)0.1C解析(1)线圈感应电流的方向为adcba。(2)n=3000r/min=50r/s所以线圈的角速度ω=2πn=100πrad/s图示位置的感应电动势最大其大小为Em=NBSω=NBl1l2ω代入数据得Em=314V电动势的瞬时值表达式e=Emcosωt=314cos100πt(V)。6.图甲是一种振动发电装置的示意图,一个半径r=0.10m、匝数n=20匝的线圈套在永久磁体槽中,槽中磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右侧视图如图乙所示),线圈所在位置磁感应强度的大小均为B=T,线圈的电阻R1=0.50Ω,它的引出线接有R2=9.50Ω的小灯泡L,A为理想交流电流表。线圈框架的P端在外力作用下沿轴线做往复运动,便有电流通过灯泡。若线圈往复运动的v-t图像如图丙所示(v取向右为正),则下列判断正确的是()A.电流表的示数为0.24AB.0.01s时回路中的电流最大C.回路中交变电流的频率为50HzD.0.015s时流过灯泡L的电流的方向为从D→L→C答案C解析由E=BLv及v-t图像可知,线圈往复运动所产生的感应电流为正弦式交变电流,则Em=nB×2πrvm=2.4V,电流的有效值,A错误;由题中图像可知T=0.02s,f=50Hz,C正确;t=0.01s时,v=0,所以I=0,B错误;t=0.015s时,由右手定则可知,电流方向为C→L→D,D错误。7.(多选)如图所示,边长为L的正方形单匝线圈abcd,其电阻为r,外电路的电阻为R,ab的中点和cd的中点所在直线OO恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度为B。若线圈从图示位置开始以角速度ω绕轴OO匀速转动,则以下判断正确的是()答案BD本课结束应用提升1.右图是一台发电机的结构示意图,其中N、S是永久磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯,它与磁极的柱面共轴,铁芯上有一矩形线框,可绕与铁芯M共轴的固定转动轴旋转。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场。若从图示位置开始计时,当线框绕固定转动轴匀速转动时,下列图像能正确反映线框中感应电动势e随时间t变化规律的是()答案D解析因发电机的两个磁极N、S呈半圆柱面形状,磁极间的磁感线如图所示,即呈辐向分布,磁感应强度的大小不变,仅方向发生改变,故线框在磁场中转动时垂直切割磁感线,产生的感应电动势的大小不变,线框越过空隙后,由于线框切割磁感线方向发生变化,所以感应电动势的方向发生变化,综上所述,D正确。二、描述交变电流的物理量1.周期和频率(1)周期(T):交变电流完成变化所需的时间,即线圈所需的时间,单位是,公式。?(2)频率(f):交变电流在的次数,单位是。?2.交变电流的周期和频率的关系T=。?一次周期性转一周秒(s)单位时间内完成周期性变化赫兹(Hz)3.交变电流的“四值”(1)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数。(2)峰值:交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值。(3)有效值:跟交变电流的等效的电流的值叫作交变电流的有效值。对正弦式交变电流,其有效值和峰值的关系为E=,U=,I=。?不同时间内的平均值一般不同(4)平均值:用E=来计算。?易错辨析(5)最大值和有效值之间的倍关系只适用于正弦式交变电流。()(6)交流电压表及交流电流表的读数均为峰值。()热效应恒定√×应用提升2.如图所示,KLMN是一个竖直的矩形导线框,全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀