交流电传感器及其应用.doc

PAGE  交流电传感器及其应用 新课标要求 1．内容标准 （1）知道交变电流，能用函数表达式和图像描述交变电流． 例1 用示波器观察交变电流的波形，并测算其峰值和有效值． （2）通过实验，了解电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用． 例2 用灯泡或交流电流表观察电容器和电感器对交变电流的阻碍作用． （3）通过实验，探究变压器电压与匝数的关系． 例3 观察生活中常见的变压器，了解其作用． （4）了解从变电站到住宅的输电过程，知道远距离输电时应用高电压的道理． 例4 查阅资料，了解直流输电的原理，比较交流输电和直流输电的特点． （5）知道非电学量转换成电学量的技术意义． （6）通过实验，知道常见传感器的工作原理． 例4 通过实验认识温度传感器将温度信号转变为电信号的作用． （7）列举传感器在生活和生产中的应用． 例5 了解光敏传感器及其在日常生活中的应用． 2．活动建议 （1）参观当地的小型电厂，了解发电过程．调查发电机的容量、居民用电和工业用电情况．撰写调查报告． （2）观察变电站和高压输电线路． （3）调查日常生活中传感器的应用，对其中一种的工作原理、技术意义、经济效益进行分析． （4）利用传感器制作简单的自动控制装置． 第一单元　正弦交流电的产生和描述 感抗和容抗 考点解读典型例题知识要点 一、交变电流 强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流．如图10-1-1（a）、（b）、（c）（d）所示的电流都属于交变电流． 图10-1-1 二、正弦式交流电的产生和规律 １．产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动获得． 2．中性面：与磁场垂直的平面叫中性面． 中性面的特点：①线圈转到中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零．②线圈转动一周，二次经过中性面，线圈每经过一次中性面，电流方向改变一次． 3．规律： ①正弦交流电的电动势、电压和电流随时间的变化规律： ②正弦交流电的图像：如图10-1-2所示． 图10-1-2 4．说明：①上式中为最大值．②以上各式均为时，线圈在中性面位置．此时穿过线圈的磁通量最大，磁通量随时间的变化规律为．③若时，线圈在与中性面垂直的位置，线圈平面与磁场平行，则正弦交流电的电动势、电压和电流随时间的变化规律为： 磁通量随时间的变化规律为． （例1，针对练习1、2） 三、表征交流电的物理量 1．瞬时值：交变电流某一时刻的值，瞬时值是时间的函数，不同时刻，瞬时值不同． 2．最大值：即最大的瞬时值 3．有效值：即跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对于正弦交流电，有效值和峰值的关系：E＝Em，I＝Im．注意：在没有特殊说明的前提下，所说的交流电动势、电压、电流都是指有效值．交流电表所测量的是有效值． 4．周期（T）和频率(f)：交变电流完成一次周期性变化所用的时间叫周期；1s内完成周期性变化的次数叫频率，T、f、ω的关系：T＝1/f、f＝1/T、ω＝2πf，(ω的国际单位为rad/s)． 5．平均值：感应电动势的平均值，感应电流的平均值，式中R是回路的总电阻． （例2，针对练习3、4、5） 四、电感和电容对交变电流的作用 １．电感对交变电流的阻碍作用 电感对交变电流有阻碍作用，电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗XL表示． 电感对交变电流有阻碍作用的原因是：当线圈中电流发生变化时，在线圈本身中产生自感电动势，自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化． 扼流圈有两种，一种叫低频扼流圈，线圈的自感系数Ｌ很大，作用是“通直流，阻交流”；另一种叫高频扼流圈，线圈的自感系数Ｌ很小，作用是“通低频，阻高频”． 2．电容对交变电流的作用 交变电流能够通过电容器，电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流电“通过”了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘电介质． 电容器对交变电流的阻碍作用：电容器对交变电流有阻碍作用，电容对交变电流阻碍作用的大小，用容抗表示． （例3，针对练习6） 疑难探究 五、如何理解交流电的有效植？ 交流电的有效值是复习中的难点，也是重点．因此必然是高考的热点，要使学生准确把握有效值的物理意义——反映交变电流产生的平均效果（热效应），但不是交变电流的平均值．交变电流的有效值体现了电能与内能的等效转换．要明确、和只适用于正（余）正弦交变电流，其他非正（余）弦式交变电流，必须按有效值的定义去推导，切忌乱套公式． （例2，针对练习7、8） 六、如何运用交变电流的四值？ 交变电流的四值是指：有效值、平均值、最大值（峰值）和瞬时值．各值分别用于如下情况． １．在研究电容器是否被击穿时，要用峰值（最大值），因电容其器标明的电压是它在直流电源下工作时承受的最大值． 2