1、第十章 交變電流 第1講交變電流的產(chǎn)生和描述,1交變電流 (1)定義： 和 都隨時(shí)間做周期性變化的電流 (2)圖象：如圖(a)、(b)、(c)、(d)所示都屬于交變電流其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦交流電，如圖(a)所示,大小,方向,1交變電流的產(chǎn)生：將矩形線圈置于 中，并繞垂直于磁感線的軸 ，線圈中就會產(chǎn)生正(余)弦交變電流 2中性面： (1)線圈位于中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量 ，磁通量的變化率為 ，感應(yīng)電動勢為 (2)線圈轉(zhuǎn)動一周， 次經(jīng)過中性面，線圈 ，電流的方向就改變一次,勻強(qiáng)磁場,勻速轉(zhuǎn)動,最大,零,零,兩,每經(jīng),過中性面一次,一、交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律,3正弦式交變電流的圖象

2、,Emsint,NBS,Imsint,2交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值 (1)瞬時(shí)值：交變電流 的值，是時(shí)間的函數(shù) (2)峰值：交變電流的電流或電壓所能達(dá)到的 (3)正弦式交變電流的有效值與峰值之間的關(guān)系 I ，U ，E . (4)平均值：交變電流圖象中波形與橫軸所圍面積跟時(shí)間的比值，其數(shù)值可以用 計(jì)算 (5)有效值：根據(jù)電流的 _來規(guī)定的，即在同一時(shí)間內(nèi)，使同一電阻產(chǎn)生相等熱量的直流電的數(shù)值叫做交流電的有效值,某一時(shí)刻,最大值,熱效應(yīng),交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義的，所以進(jìn)行有效值計(jì)算時(shí)，要緊扣電流通過電阻生熱(或熱功率)進(jìn)行計(jì)算,思想方法16.求交變電流有效值的方法 1公

3、式法,2利用有效值的定義計(jì)算(非正弦式交流電) 在計(jì)算有效值“相同時(shí)間”至少取一個(gè)周期或周期的整數(shù)倍 3利用能量關(guān)系 當(dāng)有電能和其他形式的能轉(zhuǎn)化時(shí)，可利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來求有效值,(利用有效值的定義計(jì)算分段轉(zhuǎn)化為直流電) 如圖1017所示為一交變電流隨時(shí)間變化的圖象，此交流電的有效值(),快慢,一次周期性,次數(shù),0.02,50,100,【思路點(diǎn)撥】線圈從垂直于中性面位置啟動，則瞬時(shí)值的表達(dá)式為余弦函數(shù)由此構(gòu)造出瞬時(shí)值表達(dá)式，可求出電動勢的最大值，然后是有效值，,【答案】AC,【方法與知識感悟】1.正弦式交流電的變化規(guī)律(注意圖與圖的對應(yīng)關(guān)系),2交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的基本書寫思路 (1)確

4、定正弦式交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象或由公式EmnBs求出相應(yīng)峰值 (2)明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式 線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，則it圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為iImsin t. 線圈從垂直中性面開始轉(zhuǎn)動，則it圖象為余弦函數(shù)圖象函數(shù)式為iImcos t. 線圈不是從以上兩位置開始轉(zhuǎn)動，先通過三角函數(shù)變換到以上兩種形式，再寫出函數(shù)表達(dá)式,3對中性面的理解 (1)中性面是與磁場方向垂直的平面，是假想的參考面 (2)線圈平面位于中性面時(shí)，穿過線圈平面的磁通量最大，而磁通量的變化率為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零 (3)線圈平面與中性面垂直時(shí)，穿過線圈平面的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，產(chǎn)

5、生的感應(yīng)電動勢最大 (4)線圈每經(jīng)過中性面一次電流方向就改變一次線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，所以在一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次,例2 如圖所示，N50匝的矩形線圈abcd，ab邊長l120 cm，ad邊長l225 cm，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T的勻強(qiáng)磁場中，外力使線圈 繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO軸以n3000 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，線圈電阻r1 ，外電路電阻R9 ，t0時(shí)，線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里 (1)在圖中標(biāo)出t0時(shí)感應(yīng)電流的方向； (2)寫出感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式； (3)線圈轉(zhuǎn)一圈外力做多少功？ (4)從圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中流過 電阻

6、R的電荷量是多少？,題型二：對描述交變電流的“四值”的理解和應(yīng)用,【思路點(diǎn)撥】正確理解交變電流的“四值”是解題的關(guān)鍵，求電荷量時(shí)要用平均值，交流電路中電表顯示的為有效值，計(jì)算熱量、功率和電功一定要用有效值求解,【方法與知識感悟】對交變電流的“四值”的理解和應(yīng)用,【思路點(diǎn)撥】本題考查對交流電圖象的解讀能力，要求考生能夠通過交流電圖象找出周期、最大值并計(jì)算有效值，寫出交流電表達(dá)式,物理量,規(guī)律,2如圖所示是一個(gè)10匝的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e隨時(shí)間t變化的圖象，根據(jù)圖象可以確定( ),D,BC,7一臺小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲

7、所示已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0 ，外接一只電阻為95.0 的燈泡，如圖乙所示，則( ) A電壓表的示數(shù)為220 V B電路中的電流方向每秒改變50次 C燈泡實(shí)際消耗的功率為484 W D發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J,D,C,9如圖甲所示是某種型號的電熱毯的電路圖，電熱毯接在交變電源上，通過二極管P使加在電熱絲上的電壓的波形如圖乙所示此時(shí)接在電熱絲兩端的交流電壓表的讀數(shù)為( ),B,A110 V B156 V C220 V D311 V,10用單位長度電阻為r00.05 /m的導(dǎo)線繞制一個(gè)n100匝，邊長a0.20 m的正方形線圈，線圈兩端與阻值R16 的電阻連接構(gòu)成閉合回路，如

8、圖甲所示. 線圈處在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示.,求： (1)在01.0102 s時(shí)間內(nèi)，通過電阻R的電量 (2)1 min內(nèi)電流通過電阻R所產(chǎn)生的熱量 (3)線圈中所產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值.,(2012江蘇高考)某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖 示在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為，磁場均沿半徑方向匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長abcdl、bcad2l.線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，bc和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場在磁場中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動方向垂直線圈的總電阻為r，外接電阻為R.求： (1)線圈切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動 勢的大小Em； (2)線圈切割磁感線時(shí)，bc邊所受 安培力的大小F； (3)外接電阻上電流的有效值I.,1.感抗 表示電感線圈對交變電流阻礙作用的大小 (1)線圈的自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越大，電感對交變電流的