表征交变电流的物理量学习

1、第三节表征交变电流的物理量 表征交变电流的物理量学习 1把一段确定的导线做成线圈，在确定的磁 场中绕垂直于磁场的轴线以固定的转速转动， 产生的交流电动势最大的情况是() A做成方形线圈，线圈平面垂直于转轴 B做成方形线圈，转轴通过线圈平面 C做成圆形线圈，转轴通过线圈平面 D做成圆形线圈，线圈平面垂直于转轴 【答案】C 课前自主学习 表征交变电流的物理量学习 2交流发电机在工作时电动势为eEmsin t， 若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所 围面积减小一半，其他条件不变，则其电动 势变为() 【答案答案】B 表征交变电流的物理量学习 3一台发电机产生的正弦式交变电流的电动 势最大值是400

2、 V，线圈匀速转动的角速度是 100 rad/s，写出瞬时电动势的表达式，在1 s 内电流方向改变多少次？ 【答案】e400sin t100 表征交变电流的物理量学习 一、周期和频率 1周期：交变电流完成_ 的时间，用T表示，单位是秒 2频率：交变电流在1 s内完成周期性变化 的_，用_表示，单位是_， 符号是Hz. 一次周期性变化一次周期性变化 次数次数 f赫兹赫兹 表征交变电流的物理量学习 二、峰值和有效值 1峰值：交变电流的电压、电流在一个周期 内所能达到的_数值 2有效值：使交变电流和恒定电流通过阻值 _的电阻，在交流的一个周期内，它们 产生的热量相等，这个恒定电流、电压，叫 做这个交

3、流的有效值 最大最大 相同相同 表征交变电流的物理量学习 4应用：(1)电器元件或设备上所标的耐压 值指该设备所能承受的交流电_ (2)交流用电设备上所标的额定电压和额定电 流是_；交流电压表测量的数值是 _；交变电流的数值在无特别说明时都 指_ 最大值最大值 有效值有效值有效值有效值 有效值有效值 表征交变电流的物理量学习 什么时候要用到交变电流的有效值？什么时 候用交变电流的最大值？ 【答案】所有电表的读数都是交变电流的有 效值，而电容器的击穿电压要用交变电流的 最大值来进行表示. 表征交变电流的物理量学习 1交变电流有效值是根据电流的热效应进行 定义的理解时要注意三同：相同电阻、相 同时

4、间、产生相同热量 2由于交流的周期特点，计算有效值时，通 常取一个周期按如下方法计算： (1)假设交变电流通过电阻R，计算交流电在 一个周期内产生的热量Q(可分段计算) 课堂优化整合 表征交变电流的物理量学习 3常见的交变电流的图象和有效值 电流电流电流图象电流图象有效值有效值 正弦式交正弦式交 变电流变电流 I 正弦半波正弦半波 电流电流 I 表征交变电流的物理量学习 电流电流电流图象电流图象有效值有效值 正弦单向正弦单向 脉动电流脉动电流 I 矩形脉动矩形脉动 电流电流 I 非对称性非对称性 交变电流交变电流 表征交变电流的物理量学习 表征交变电流的物理量学习 如图所示，两个完全相同的电热

5、器， 分别通有峰值相等的方波交变电流和正弦式 交变电流，则这两个电热器的电功率之比 P1 P2_. 例例 1 甲甲 乙乙 表征交变电流的物理量学习 表征交变电流的物理量学习 答案：答案：2 1 表征交变电流的物理量学习 题后反思 有效值常见的错误是不管电流是什么形式的 电流，直接用正弦式交流电的有效值的计算 方法进行计算，正确的计算方法应该根据交 流电的热效应和某一直流电相等，在时间的 取值上，要至少取一个周期作为研究单位 表征交变电流的物理量学习 1(多选)(2016咸阳一模)如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦 式电流的图象，当调整线圈转速后，所产生 正弦式电流的图象如

6、图线b所示，以下关于这 两个正弦式电流的说法正确的是() 表征交变电流的物理量学习 【答案答案】BCD 表征交变电流的物理量学习 表征交变电流的物理量学习 (2)在交变电流图象中，图线与横轴(t轴)所围 的面积跟时间的比值，为交变电流的平均 值 交变电流平均值的计算交变电流平均值的计算 表征交变电流的物理量学习 表征交变电流的物理量学习 如图所示，矩形线圈面积为S，匝数 为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强 磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路 电阻为R.当线圈由图示位置转过90的过程 中，求： (1)通过电阻R的电荷量q. (2)电阻R上产生的焦耳热Q. 例例 2 表征交变电流的物理

7、量学习 表征交变电流的物理量学习 表征交变电流的物理量学习 2由例2，(1)写出求线圈中感应电流的瞬时 值的表达式 (2)若其他条件不变，线圈自图示位置转过 270的过程中，感应电动势的平均值、有效 值是多少？ 表征交变电流的物理量学习 表征交变电流的物理量学习 交变电流交变电流物理含义物理含义重要关系重要关系适用情况适用情况 瞬时值瞬时值 交变电流某交变电流某 一时刻的值一时刻的值 eEmsin t iImsin t 计算线圈某一时计算线圈某一时 刻的受力情况刻的受力情况 最大值最大值 最大的瞬时最大的瞬时 值值 EmnBS 确定用电器的耐确定用电器的耐 压值压值 表征交变电流的物理量学习

8、交变交变 电流电流 物理含义物理含义重要关系重要关系适用情况适用情况 有效有效 值值 跟交变电流跟交变电流 的热效应等的热效应等 效的恒定电效的恒定电 流值流值 (1)计算与电流热效应相计算与电流热效应相 关的量关的量(如功率、热量如功率、热量) (2)交流电表的测量值交流电表的测量值 (3)电气设备标注的额定电气设备标注的额定 电压、额定电流电压、额定电流 (4)保险丝的熔断电流保险丝的熔断电流 平均平均 值值 交变电流图交变电流图 象中图线与象中图线与 时间轴所夹时间轴所夹 面积与时间面积与时间 的比值的比值 计算通过电路截面的电计算通过电路截面的电 量量 表征交变电流的物理量学习 表征交

9、变电流的物理量学习 在水平方向的匀强磁场中，有一正 方形闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动， 已知线圈的匝数为n100匝，边长为20 cm， 电阻为10 ，转动频率f50 Hz，磁场的磁感 应强度为0.5 T，求： (1)外力驱动线圈转动的功率； (2)转至线圈平面与中性面的夹角为30时， 线圈产生的感应电动势及感应电流的大小； (3)线圈由中性面转至与中性面成30夹角的 过程中，通过线圈横截面的电荷量 例例 3 表征交变电流的物理量学习 表征交变电流的物理量学习 答案：(1)1.97104 W(2)314 V31.4 A (3)0.027 C 表征交变电流的物理量学习 题后反思 (1)电功率由

10、交流电的有效值计算 (2)通过线圈横截面的电荷量由交流电的平均 值计算 (3)交流电瞬时值表达式与计时起点有关 表征交变电流的物理量学习 3交流发电机线圈电阻r1 ，用电器电阻 R9 ，电压表示数为9 V，如图所示，那么 该交流发电机() A电动势的峰值为10 V B电动势的有效值为9 V 表征交变电流的物理量学习 【答案答案】D 表征交变电流的物理量学习 表征交变电流的物理量学习 1对交变电流通过电阻产生的热量和通过的 电荷量的理解 (1)明确热量是与做功有关的物理量，所以求 解电流产生的热量要用电流的有效值来计算； (2)电荷量是电流对时间的积累，所以求解电 荷量时要用电流的平均值来计算；

11、 (3)此类题目往往不会直接给出电流的有效值 或平均值，而是会在计算中体现出来 计算电阻上产生热量与通过电荷量的方法技巧计算电阻上产生热量与通过电荷量的方法技巧 表征交变电流的物理量学习 2求解思路 求解热量和电荷量思路不同 (1)求解热量，按以下思路 (2)求解电荷量，按以下思路 表征交变电流的物理量学习 (2016四川名校模拟)如图甲所示， 长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直 平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖 直中心轴O1O2转动线框的两个末端分别与 两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一 起，并通过电刷和定值电阻R相连线框所在 空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强 度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示， 其中B0、B1和t1均为已知在0t1的时间内， 线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1 时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中 心轴以角速度匀速转动求： 例例 4 表征交变电流的物理量学习 甲乙甲乙 表征交变电流的物理量学习 (1)0t1时间内通过电阻R的电流大小； (2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电 流通过电阻R产生的热量；