内容发布更新时间 : 2024/11/14 14:33:22星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

五年高考(全国卷)命题分析 五年常考热点 交变电流的产生和描述 变压器原理与基本关系应用 变压器的动态分析 2018 2016 2015 2014 3卷16题 1卷16题、3卷19题 1卷16题 2卷21题 1.交变电流的产生 2.远距离输电问题 3.传感器的简单使用 五年未考重点 1.考查方式:从近几年命题看,高考对本章内容考查命题频率较低,主要体现在“三突出”；一是突出考查交变电流的产生过程；二是突出考查交变电流的图象和交变电流的“四值”；三是突出考查变压器及远距离输电.难度不大,多以选择题的形式命题. 2.命题趋势:变压器结合电路分析仍将是今后命题的热点. 第1讲 交变电流的产生和描述

一、正弦式交变电流 1.产生

线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动. 2.两个特殊位置的特点

ΔΦ

(1)线圈平面与中性面重合时,S⊥B,Φ最大,＝0,e＝0,i＝0,电流方向将发生改变.

ΔtΔΦ

(2)线圈平面与中性面垂直时,S∥B,Φ＝0,最大,e最大,i最大,电流方向不改变.

Δt3.电流方向的改变

一个周期内线圈中电流的方向改变两次. 4.交变电动势的最大值

Em＝nBSω,与转轴位置无关,与线圈形状无关.

5.交变电动势随时间的变化规律(中性面开始计时) e＝nBSωsin ωt. 自测1 (多选)关于中性面,下列说法正确的是( )

A.线圈在转动中经中性面位置时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零 B.线圈在转动中经中性面位置时,穿过线圈的磁通量为零,磁通量的变化率最大 C.线圈每经过一次中性面,感应电流的方向就改变一次

D.线圈每转动一周经过中性面一次,所以线圈每转动一周,感应电流的方向就改变一次 答案 AC

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1次周期性变化所需要的时间,单位是秒(s).表达式为T＝速).

(2)频率f:交变电流在1 s内完成周期性变化的次数,单位是赫兹(Hz). 11

(3)周期和频率的关系:T＝或f＝.

fT

2.交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值 (1)瞬时值:交变电流某一时刻的值.

(2)最大值:交变电流或电压所能达到的最大的值.

(3)有效值:让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻,如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等,就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值. (4)正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系 I＝

ImUmEm,U＝,E＝. 222

2π1

＝(n为转ωn

(5)交变电流的平均值 ΔΦnΔΦE＝n,I＝.

Δt?R＋r?Δt自测2 (2018·安徽省安庆市二模)小型手摇发电机线圈共有N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于线圈中心轴OO′,线圈绕OO′匀速转动,如图1所示.矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为E0,该发电机外接负载电阻,则( )

图1

A.当线圈处于中性面位置时磁通量的变化率最大

B.线圈从中性面位置转过180°过程中,线圈中磁通量的变化量为零 C.线圈转动过程中电动势的有效值为

2

NE0 2

D.线圈转动过程中电动势的最大值为2NE0 答案 D

解析 当线圈处于中性面位置时磁通量最大,磁通量的变化率为零,选项A错误；线圈从中性面位置转过180°过程中,线圈中磁通量的变化量为2BS,选项B错误；矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为E0,所以矩形线圈产生的感应电动势的最大值是2NE0,电动势2E0N的有效值U＝＝2NE0,选项C错误,D正确.

2

命题点一 交变电流的产生及变化规律

1.交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)

规律 物理量 磁通量 函数表达式 图象 Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt 电动势 e＝Emsin ωt＝nBSωsin ωt REmu＝Umsin ωt＝sin ωt R＋rEmsin ωt R＋r电压 电流

2.交变电流瞬时值表达式的书写

i＝Imsin ωt＝ (1)确定正弦交变电流的峰值,根据已知图象读出或由公式Em＝nBSω求出相应峰值.