【物理】2019届一轮复习苏教版第十章交变电流　传感器教案48页

第十章 Error! 交变电流　传感器
第 1 节 交变电流的产生及描述
(1)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，一定会产生正弦式交变电流。(×)
(2)线圈在磁场中转动的过程中穿过线圈的磁通量最大时，产生的感应电动势也最大。(×)
(3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动经过中性面时，线圈中的感应电动势为零，电流方向
发生改变。(√)
(4)交流电气设备上所标的电压和电流值是交变电流的有效值。(√)
(5)交流电压表和电流表测量的是交流电的峰值。(×)
(6)交变电流的峰值总是有效值的 2倍。(×)
突破点(一)　交变电流的产生和描述
1．正弦式交变电流的产生
(1)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：
①线圈平面与中性面重合时，S ⊥B，Φ 最大，
ΔΦ
Δt
＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生
改变。

②线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，
ΔΦ
Δt
最大，e 最大，i 最大，电流方向不改变。
(3)电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过
中性面，因此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。
2．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)
函数表达式 图像
磁通量 Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt
电动势 e＝Emsin ωt＝nBSωsin ωt
电流 i＝Imsin ωt＝
Em
R＋r
sin ωt
电压 u＝Umsin ωt＝
REm
R＋r
sin ωt
[题点全练]
1．(2018·苏州模拟)如图甲所示，在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，有一矩形单匝
线圈，其面积为 S，总电阻为 r，线圈两端外接一电阻 R 和一个理想交流电流表。若线圈绕
对称轴 OO′以角速度 ω 做匀速转动，图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势 e 随时间 t
变化的图像，下列说法正确的是(　　)
A．在 t1～t3时间内，穿过线圈平面的磁通量的变化量为 BS
B．在 t3～t4时间内，通过电阻 R 的电荷量为
BS
R
C．在 t3时刻穿过线圈平面的磁通量的变化率为 2BSω
D．在 t3时刻电流表的示数为
BSω
2(R＋r)
解析：选 D　由题图可知，在 t1和 t3时刻穿过线圈平面的磁通量大小为 BS，方向相反，
则在 t1～t3时间内穿过线圈平面的磁通量的变化量为 2BS，A 错误；在 t3～t4时间内，磁通量
的变化量为 BS，则平均电动势E＝
BS
Δt
，因此通过电阻 R 的电荷量为 q＝
E
R＋r
·Δt＝
BS
Δt(R＋r)
Δt

＝
BS
R＋r
，故 B 错误；在 t3时刻电动势 E＝BSω，则由法拉第电磁感应定律，
E＝
ΔΦ
Δt
可知，则穿过线圈的磁通量变化率为 BSω，故 C 错误；在 t3 时刻电流表的示数
为交变电流的有效值，则有 I＝
E
2(R＋r)
＝
BSω
2(R＋r)
，故 D 正确。
2.一边长为 L 的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴
转动，线框中产生的感应电动势 e 随时间 t 的变化情况如图所示。
已知匀强磁场的磁感应强度为 B，则结合图中所给信息可判定
(　　)
A．t1时刻穿过线框的磁通量为 BL2
B．t2时刻穿过线框的磁通量为零
C．t3时刻穿过线框的磁通量变化率为零
D．线框转动的角速度为
Em
BL2
解析：选 D　t1 时刻，感应电动势最大，穿过线框的磁通量应为零，A 错误；t2 时刻，
穿过线框的磁通量最大为 Φm＝BL2，B 错误；t3时刻，感应电动势最大，则磁通量变化率也
最大，C 错误；交变电流的最大值为 Em＝BL2ω，则 ω＝
Em
BL2
，D 正确。
突破点(二)　有效值的理解与计算
有效值的求解
(1)计算有效值的根据是电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上
产生“相同热量”列式求解。
(2)利用公式 Q＝I2Rt 和 Q＝
U2
R
t 可分别求得电流有效值和电压有效值。
[典例]　电阻 R1、R2与交流电源按照图甲所示方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω。合上
开关 S 后，通过电阻 R2的正弦式交变电流 i 随时间 t 变化的情况如图乙所示。则(　　)
A．通过 R1的电流有效值是 1.2 A

B．R1两端的电压有效值是 6 V
C．通过 R2的电流有效值是 1.2 2 A
D．R2两端的电压最大值是 6 2 V
[解析]　首先从交流电图像中找出交变电流的最大值即通过 R2 的电流最大值...