《交流电》 市赛获奖

交电流知能要求与高考展望1.掌握交流发电机及其产生正弦交流电的原理，正弦交流电的图象．理解最大值与有效值，周期与频率的含义并能熟练进行有关计算．2．考查题型一般为选择题．课前自修1．交流电产生的条件与规律(1)交流电产生的条件：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴________转动，在线圈中将产生按________规律变化的交变电流．(2)中性面：穿过线圈的磁通量________，磁通量的变化率为________，即感应电动势为________．匀速正弦最大零零(3)交流电的规律①感应电动势瞬时值的表达式：如果线圈从中性面开始时以角速度ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生感应电动势的最大值为Em＝________，在时刻t，线圈中产生的感应电动势的瞬时值是e＝_______________

；由于电流与电动势的同步性，若感应电流的最大值为Im，感应电流的瞬时值的表达式i＝____________.②线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变________．③交变电流的图象：交变电动势、电流、电压的图象都是________图象．NBSωNBSωsinωt一次正弦2．表征交流电的物理量(1)瞬时值：反映交流电在________的大小和方向．(2)有效值：根据电流的________来规定的，即交流电和直流电通过同样阻值的两个电阻，如果在一个周期内它们产生的________都相等，则这个直流电的数值即作为交流电的有效值．(3)周期：完成一次电流__________所需的时间．(4)频率：在1s内完成电流__________的次数．(5)我国工农业生产和生活用的交流电，频率是____Hz，周期是____s，电流方向每秒钟改变____次．某一时刻热效应热量周期性变化周期性变化500.02100重难突破1．正弦式电流的变化规律线圈在中性面位置开始计时规律物理量函数图象磁通量Φ＝Φm·cosωt＝BScosωt电动势e＝Em·sinωt＝nBSωsinωt规律物理量函数图象电压u＝Um·sinωt＝sinωt电流i＝Im·sinωt＝sinωt2．对交变电流的“四值”的比较和理解物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e＝Emsinωt

i＝Imsinωt计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值Em＝nBSωIm＝讨论电容器的击穿电压物理量物理含义重要关系适用情况及说明有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值适用于正(余)弦式电流(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值计算通过电路截面的电荷量题型探究题型一正弦式电流的变化规律及应用【例1】如图(a)所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时[如图(b)]为计时起点，并规定自a流向b的电流方向为正．则下列四幅图中正确的是()解析：t＝0时线圈中感应电流方向c→b→a→d为负．经过T/8时，线圈平面与磁场垂直，线圈中瞬时电流为零，所以D正确，A、B、C错误．答案：D方法点窍：关于交变电流图象的题目分为两类：一类是给出图象，求解有关的物理量；另一类是通过计算，将结果用图象表示出来.题型二交流电四值的理解和应用【例2】如图所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1＝20cm，ad边长l2＝25cm，放在磁感应强度B＝0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n＝3000r/min的转速匀速转动，线圈电阻r＝1Ω，外电路电阻R＝9Ω，t＝0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里．(1)在图中标出t＝0时感应电流的方向；(2)写出感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈外力做多少功？(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量是多少？解析：(1)线圈感应电流方向为adcba(图略)．(2)线圈的角速度ω＝2πn＝100πrad/s图示位置的感应电动势最大，其大小为Em＝NBl1l2ω代入数据得Em≈314V电动势的表达式e＝Emcosωt＝314cos100πt(V).答案：(1)方向沿adcba(图略)(2)e＝314cos100πtV(3)98.6J(4)0.1C方法点窍：公式只能求感应电动势的平均值.随堂训练一单匝线圈面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，感应电流i＝Imsinωt.现将线圈的转动角速度ω提高一倍，其他条件不变，则电流的表达式为()A．i＝ImsinωtB．i＝2Imsinωt