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_第1页
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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

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