高中物理人教版（2019）选择性必修第二册 第三章 交流电基础知识

交变电流一轮复习基础知识点资料一：交变电流：1.定义：大小和方向随时间做的电流叫作交变电流,简称“交流”。2.图像（如图所示）图所示的电流都属于交变电流,图所示的电流属于恒定电流。二、正弦式交变电流的产生和变化规律1.产生：如图所示,在匀强磁场里,线圈绕方向的轴匀速转动时,可产生正弦式交变电流,简称正弦式电流。2.中性面及其特点（1）定义:与磁场方向的平面。（2）特点①线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量,磁通量的变化率为,感应电动势为。②线圈转动一周,次经过中性面,线圈每经过中性面一次,电流的方向就改变一次。3.变化规律（线圈在中性面位置开始计时）（1）电动势e随时间变化的规律:e（2）电压u随时间变化的规律:u=（3）电流i随时间变化的规律:i=其中ω是线圈转动的角速度,Em=4.用图像描述交变电流随时间变化的规律,如果线圈从中性面位置开始计时,其图像为曲线,如图所示。Em仅由N、B、S、ω【正误判断】（1）交变电流的主要特征是电流的方向随时间周期性变化。()（2）大小变化而方向不变的电流也叫交变电流。()（3）线圈经过中性面时产生的感应电动势最大。()（4）在一个周期内,正弦式交变电流的方向改变两次。()三、描述交变电流的物理量1.周期和频率（1）周期T:交变电流完成一次周期性变化所需的，单位是秒s。表达式为T=2πω（2）频率f:交变电流完成的次数与所用时间之比，单位是。表达式为f=ω2π（3）周期和频率的关系：T=1f或2.峰值、有效值和平均值（1）峰值：交变电流或电压所能达到的最大的值。（2）有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们相等，就可以把这个恒定电流叫作这个交变电流的有效值。（3）正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系I=Im2，U=（4）交变电流的平均值:E=nΔΦΔt【正误判断】（1）最大值和有效值之间的2倍关系只适用于正弦式交变电流。()（2）交流电压表及交流电流表的读数均为峰值。()（3）交变电流的周期越长，频率越大。()3.瞬时值表达式的书写（1）确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式Em=NBSω、（2）明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。①线圈从中性面位置开始转动，则i−t图像为正弦函数图像，函数表达式为i②线圈从垂直于中性面位置开始转动，则i−t图像为余弦函数图像，函数表达式为i考点二交变电流有效值的计算有效值的计算（1）计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”，列式求解。（2）分段计算电热求和得出一个周期内产生的总热量。（3）利用两个公式Q=I2Rt（4）若图像部分是正弦（或余弦）式交变电流，其中的14周期（必须是从零至最大值或从最大值至零）和12周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系I=Im考点三交变电流“四值”的理解和应用1.计算线圈某时刻的受力情况时，用交变电流的瞬时值。2.讨论电容器的击穿电压时，用交变电流的最大值(峰值)。3.计算通过电路截面的电荷量时，用交变电流的平均值。平均值的表达式有：E=BLv，E=n4.在以下情况中，使用交变电流的有效值：（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。（4）电表的读数为有效值。例1：在匀强磁场中，匝数N=100A.t=0.5B.t=1C.穿过每一匝线圈的最大磁通量为1×D.线圈转动的角速度为50πrad/s例2：（多选）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO'轴转动，阻值为R