交变电流的产生和描述(陈乐辉).ppt

1、第一节 交变电流的产生和描述,课堂互动讲练,经典题型探究,知能优化演练,第一节交变电流的产生和描述,基础知识梳理,基础知识梳理,一、交变电流的产生和变化规律 1交变电流：_和_都随时间做周期性变化的电流叫交变电流 2正弦交变电流 (1)特点：随时间按正(余)弦规律变化的交变电流 (2)产生：如图1011所示，将线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于_的轴做匀速转动,大小,方向,磁感线,交流发电机模型的原理简图,图1011,L1,L2,(3)变化规律(线圈在中性面位置开始计时) 电动势(e)：e_ 电压(u)：u_ 电流(i)：i_ (4)图象(如图1012),Emsint,Umsint,Imsint,

2、图1012,2峰值和有效值 (1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的_ (2)有效值：让交流与恒定电流分别通过大小_的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的_相等，则这个恒定电流I、恒定电压U就是这个交变电流的有效值,最大值,相同,热量,4相位：在正弦交变电流的公式UEmsin(t)中，t叫_，叫_，两支交流的相位之差叫做它们的_,相位,初相位,相位差,课堂互动讲练,一、正弦式电流的变化规律 1正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时),2.交变电流瞬时值表达式的书写基本思路 (1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式EmnBS求出相应峰值 (2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数

3、关系式 如：线圈从中性面开始转动，则it图象为正弦函数图象，函数式为iImsint. 线圈从垂直中性面开始转动，则it图象为余弦函数图象，函数式为iImcost.,特别提醒：在交变电流的产生过程中，要特别注意两个特殊位置的不同特点 (1)线圈平面与中性面重合时，SB，最大，/t0，e0，i0，电流方向将发生改变 (2)线圈平面与中性面垂直时，SB，0，/t最大，e最大，i最大，电流方向不改变,即时应用(即时突破，小试牛刀) 1如图1013所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线OO与磁感线垂直已知匀强磁场的磁感应强度B1 T，线圈所围面积S0.1 m2，转速12 r/min.若从中性

4、面开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为() Ae12sin120t(V) Be24sin120t(V) Ce0.04sin0.4t(V) De0.4cos2t(V),图1013,二、对交变电流“四值”的比较和理解 1交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值的比较,2.对交变电流有效值的理解 交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算注意“三同”：即“相同电阻”，“相同时间”内产生“相同热量”计算时“相同时间”要取周期的整数倍，一般取一个周期 注意：在交流电路中，电压表、电流表等电工仪表的示数均

5、为交变电流的有效值在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流指的是有效值,即时应用(即时突破，小试牛刀) 2(2011年青岛模拟)已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图1014所示的规律变化今与这个电阻元件串联一个多用电表(已调至交流电流挡)，则多用电表的读数为(),图1014,(2008年北京海淀期末)两个相同的白炽灯泡A1和A2接到如右图所示的电路中，灯A1与电容器串联，灯A2与电感线圈串联当a、b间接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同更换一个新的正弦交流电源后，灯A1的亮度低于灯A2的亮度新电源两极的电压最大值和频率可能是(),A最大值仍

6、为Um，而频率大于f B最大值仍为Um，而频率小于f C最大值大于Um，而频率仍为f D最大值小于Um，而频率仍为f,【答案】B 【点评】上面求解是根据选项推导的，也可由题干推导，灯A1变暗，容抗变大，故频率变小,经典题型探究,(2010年高考广东理综卷)如图1015是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的() A周期是0.01 s B最大值是311 V C有效值是220 V D表达式为u220sin 100t(V),【解析】由交变电流的图象知，周期是0.02 s，A错误；最大值是311 V，B正确；有效值是220 V，C正确；瞬时值表达式为u311sin 100t(V)，D错误 【答

7、案】BC,(满分样板16分)一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO以如图1016所示的角速度匀速转动，外电路电阻为R.,(1)在图中标出此刻线圈感应电流的方向 (2)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？ (3)线圈平面与磁感线夹角为60时的感应电动势为多大？ (4)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？ (5)从图示位置开始，线圈转过60的过程中通过R的电量是多少？ (6)图中电流表和电压表的示数各是多少？,【答案】见解题样板,如图1017所示，交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匀速转动的角速度为，线圈的电阻为r，外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置匀速转动90到达虚线位置过程中，试问： (1)通过R的电荷量q为多少？ (2)R上产生的电热QR为多少？ (3)外力做的功W为多少？,【思路点拨】(1)计算通过截面的电荷量q应该用电流的平均值 (2)求电热应该用有效值，可以先求电路的总电热Q，然后再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR. (3)根据能量守恒定律，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻而发热，又将电能转化为内能，即产生电热,【易误警示】本题中求电荷量时易错用交变