《交变电流的产生和描述》

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1、服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 抓抓住住2个个基基础础知知识识点点掌掌握握3个个核核心心考考点点高高效效训训练练5个个题题构构建建物物理理模模型型十十五五课课时时限限时时检检测测服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 考纲点击考纲点击备考指南备考指南1.交变电流、交变电流的图象交变电流、交变电流的图象1.交变电流的产生及描述交变电流的产生及描述(e、u、i的瞬时值表达式、峰值、有效的瞬时值表达式、峰值、有效值、周期、频率值、周期、频率)，特别是交，特别是交流电的图象和有效值的计算是流电的图象和有效值的计算是考查的热点考查的热点2.变压器的原理，电压比

2、、电变压器的原理，电压比、电流比及功率关系，远距离输电流比及功率关系，远距离输电问题等是考查的重点问题等是考查的重点2.正弦交变电流的函数表达式、正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值峰值和有效值3.理想变压器远距离输电理想变压器远距离输电4.远距离输电远距离输电服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 考点一 正弦式交变电流的产生和变化规律 1产生 如图如图 1011 所示，将闭合线圈置于所示，将闭合线圈置于_磁场中，并绕磁场中，并绕_方向的轴做匀速转动方向的轴做匀速转动 图 1011 匀强匀强垂直于磁感线垂直于磁感线

3、服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 2正弦式交变电流的图象(如图如图 1012 所示所示) (1)闭合线圈在磁场中转动，当线圈中磁通量最大时，线圈中产生的电流最大() (2)只有在中性面开始计时时，电动势表达式才可书写为 eEmsin t.() 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 3周期和频率 (1)周期周期 T： 交变电流完成一次周期性变化： 交变电流完成一次周期性变化(线圈转动一周线圈转动一周)所需所需的的_，单位是秒，单位是秒(s)公式表达式为公式表达式为 T2. (2)频率频率 f：交变电流在：交变电流在 1 s 内完成内完成_的次数，单位的

4、次数，单位是是_ (3)周期和频率的关系：周期和频率的关系：T_或或 f_. 时间时间赫兹赫兹(Hz) 周期性变化周期性变化服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是动，不能产生正弦式交变电流的是( ) 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 【答案】【答案】C服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 正弦式交变电流的变化规律 一、正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时) 规律规律 物理量物理量 函数函数

5、 图象图象 磁通量磁通量 mcos tBScos t 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 服/务/教/师 免/费/

6、馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 1交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 (1)瞬时值：交变电流瞬时值：交变电流_的值，是时间的函数的值，是时间的函数 (2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的峰值：交变电流的电流或电压所能达到的_ (3)有效值：让交变电流与恒定电流分别通过相同的电阻，如有效值：让交变电流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果它们在交变电流的一个周期内果它们在交变电流的一个周期内_相等，则这个恒定相等，则这个恒定电流电流 I、恒定电压、恒定电压 U 就是这个交变电流的有效值就是这个交变电流的有效值 某一时刻某一时刻最大值

7、最大值产生的热量产生的热量考点二：交变电流四值计算考点二：交变电流四值计算服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 交变电流“四值”的理解和应用 交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较 物理量物理量 物理含义物理含义 重要关系重要关系 应用情况及说明应用情况及说明 瞬时值瞬时值 交变电流交变电流某一时刻某一时刻的值的值 eEmsin t， uUmsin t， iImsin t 计算线圈某时刻计算线圈某时刻的受力情况的受力情况 最大值最大值 最大的瞬最大的瞬时值时值 EmnBS， Emnm， ImEmRr 讨论电容器

8、的击讨论电容器的击穿电压穿电压 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 例例 2 (2014大连模拟)一个单匝矩形线框的面积为一个单匝矩形线框的面积为 S，在磁感，在磁感应强度为应强度为 B 的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为时，转速为 n 转转/秒，则秒，则( ) A线框交变电动势的最大值为线框交变电动势的最大值为 nBS B线框交变电动势的有效值为线框交变电动势的有效值为 2nBS C 从开始转动经过 从开始转动经过14周期， 线框中的平均感应电动

9、势为周期， 线框中的平均感应电动势为 2nBS D感应电动势瞬时值为感应电动势瞬时值为 e 2nBSsin 2nt 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 【答案】【答案】B服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 考点三：交变电流有效值的计算 1、正弦交变电流的有效值 利用利用 IIm2，UUm2，EEm2计算只适用于正计算只适用于正(余余)弦式交流电弦式交流电 2、非正弦交变电流的有效值的计算 （1）计算有效值时要注意根据电流的热效应，抓住计算有效值时要注意根据电流的热效应，抓住“三同三同”：“相同时间相同时间”内内“相同电阻相同电阻”上产生上产生“相同热

10、量相同热量”列式求解列式求解“相相同时间同时间”一般取一个周期时间一般取一个周期时间 （2） 利用两个公式利用两个公式 QI2Rt 和和 QU2Rt 可分别求得电流有效值和可分别求得电流有效值和电压有效值电压有效值 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 习题：习题： 如图如图 1017 所示为一个经双可控硅调节后加在电所示为一个经双可控硅调节后加在电灯上的电压，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之灯上的电压，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，则现在电灯上电压的有效值为一周期被截去，则现在电灯上电压的有效值为( ) 图 1017 AUm B.U

11、m2 C.Um3 D.Um2 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 【答案】【答案】D服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 当堂检测：当堂检测： 1.如图如图 10111 所示，匀强磁场的磁感应强度所示，匀强磁场的磁感应强度 B0.5 T，边长边长 L10 cm 的正方形线圈的正方形线圈 abcd 共共 100 匝，线圈电阻匝，线圈电阻 r1 ，线圈绕垂直于磁感线的对称轴，线圈绕垂直于磁感线的对称轴 OO匀速转动，角速度匀速转动，角速度 2 rad/s，外电路电阻，外电路电阻 R4 .求：求： (1)转动过程中感应电动势的最大值；转动过程中感应电动势的最

12、大值； (2)由图示位置由图示位置(线圈平面与磁感线平行线圈平面与磁感线平行)转过转过 60角时的瞬时感应电动势；角时的瞬时感应电动势； (3)由图示位置转过由图示位置转过 60角的过程中产生的平均感应电动势；角的过程中产生的平均感应电动势； (4)交流电压表的示数交流电压表的示数 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 【答案】【答案】(1)3.14 V(2)1.57 V(3)2.60 V (4)1.78 V服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 交变电流的产生和变化规律 2. (2014茂名二模)如图如图 10112 所示，矩形线圈所示，矩形线圈 abc

13、d 绕轴绕轴OO匀速转动产生交流电，在图示位置开始计时，则下列说法正匀速转动产生交流电，在图示位置开始计时，则下列说法正确的是确的是( ) At0 时穿过线圈的磁通量最大，产生的感时穿过线圈的磁通量最大，产生的感生电流最大生电流最大 BtT4(T 为周期为周期)时感生电流沿时感生电流沿 abcda 方向方向 C若转速增大为原来的若转速增大为原来的 2 倍，则交变电流的频率是原来的倍，则交变电流的频率是原来的4 倍倍 D若转速增大为原来的若转速增大为原来的 2 倍，则产生的电流有效值为原来的倍，则产生的电流有效值为原来的4 倍倍 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 【答案】

14、【答案】B服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 交流发电机模型的综合分析 3一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图图 10115 甲所示已知发电机线圈内阻为甲所示已知发电机线圈内阻为 5.0 ，则外接一只，则外接一只电阻为电阻为 95.0 的灯泡，如图的灯泡，如图 10115 乙所示，则乙所示，则( ) A电压表的示数为电压表的示数为 220 V B 电路中的电流方向每秒钟改变 电路中的电流方向每秒钟改变 50 次次 C灯泡实际消耗的功率为灯泡实际消耗的功率为 484 W D发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为热为 24.2 J 服/务/教/师 免/费/馈/赠返回菜单返回菜单 物理物理 【答案】【答案】D