第十章交变电流传感器第1课时交变电流的产生和描述电感和电容对交变电流的影响【学习目标】1．理解交变电流的产生原理；2．理解交流电的周期、频率、有效值、峰值、平均值；3．掌握正弦式交流电的变化规律，运用正弦函数表达式处理交变电流的相关问题；4．理解电感、电容对交变电流有阻碍作用。【要点导学】1．正弦式交流电函数表达式?画出其图像。2．什么是中性面？线圈经过中性面位置时有何特征?3．如何理解交流电的瞬时值、峰值、有效值、平均值?4．试从几个方面来比较电阻、感抗、容抗。图10-1-1【典型例题】类型一理解交变电流产生过程和变化规律【例1】如图10-1-1所示，匀强磁场的磁感应强度为B，边长为L的正方形线圈abcd共N匝,线圈电阻为r，线圈绕垂直于磁感线的轴OO’以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R．求：(1)此刻线圈感应电流的方向如何？在图中标出。(2)转动过程中感应电动势的峰值有多大?(3)将一交流电压表接在R两端，电压表示数是多少？(4)线圈平面与磁感线成60°时的感应电动势多大?(5)从图示位置开始，线圈转过600的过程中通过电阻R的电量是多少？类型二理解和区分交变电流的瞬时值、峰值、有效值图10-1-2【例2】如图10-1-2所示为电热毯的电路图，电热丝接在的电源上，电热毯加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为如图所示的波形，从而进入保温状态．若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数为（）3\nA．110VB．156VC．220VD．311V图10-1-3【变式训练1】（单选）如图10-1-3所示为一交流电压随时间变化的图象.每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定.根据图中数据可得，此交流电压的有效值为多少？图10-1-4类型三理解交变电流的图像【例3】如图10-1-4所示是某交流发电机产生的交变电流的图像，根据图像可以判定()A．此交变电流的频率为5Hz B．此交变电流的周期为0.1sC．将标有“12V、3W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光D．图像上对应的0.15s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面图10-1-5【变式训练2】一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的感应电流i随时间变化的关系如图10-1-5所示，则下列说法正确的是（）A．A时刻穿过线圈的磁通量最大B．B时刻穿过线圈的磁通量的变化率最大C．C时刻穿过线圈的磁通量的变化率最大D．每当i的方向变化时，穿过线圈的磁通量的绝对值都是最大的【例4】如图10-1-6所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合.t＝0时线圈从图10-1-6所示的位置开始匀速转动，规定电流方向沿abcd方向为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象应是（）图10-1-6图10-1-63\n图10-1-7类型四电感和电容对交变电流的影响【例5】如图10-1-7所示，左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号．左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号．那么C1、C2中哪个该用大电容？哪个该用小电容？图10-1-8【变式训练1】“二分频”，音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器．音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动．图10-1-8为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器（）A．甲扬声器是高音扬声器B．C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C．L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D．L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流【课堂小结】1．正弦式交流电的表达式：e=Emsinωt；2．求能量问题时用有效值，求电量时用平均值；3．电容对交流电的影响：通交流、隔直流、通高频、阻低频；4．电感对交流电的影响：通直流、阻交流、通低频、阻高频。3
