高考物理一輪復(fù)習(xí)課件111交變電流的產(chǎn)生及其描述

第十一章

交變電流

傳感器第十一章交變電流傳感器-2--2--3--3-第1節(jié)

交變電流的產(chǎn)生及其描述第1節(jié)交變電流的產(chǎn)生及其描述-5-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷一、交變電流1.定義大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化

的電流叫作交變電流,簡(jiǎn)稱交流。

2.圖象如圖所示:圖甲、乙、丙、丁

所示電流都屬于交變電流,圖戊

所示電流屬于恒定電流。

-5-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷一、交變電流-6-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷二、正弦式交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律1.產(chǎn)生如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里,線圈繞垂直磁場(chǎng)

方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可產(chǎn)生正弦式交變電流,簡(jiǎn)稱正弦式電流。

-6-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷二、正弦式交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律-7-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷2.中性面及其特點(diǎn)(1)定義:與磁場(chǎng)方向垂直

的平面。

(2)特點(diǎn):①線圈位于中性面時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量最大

,磁通量的變化率為零

,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零

。

②線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周,2次

經(jīng)過(guò)中性面,線圈每經(jīng)過(guò)中性面一次,電流的方向就改變一次。

-7-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷2.中性面及其特點(diǎn)-8-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷3.圖象用以描述交變電流隨時(shí)間變化的規(guī)律,如果線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí),其圖象為正弦

曲線,如圖所示。

-8-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷3.圖象-9-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷4.變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))(1)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的規(guī)律:e=Emsin

ωt。

(2)電壓u隨時(shí)間變化的規(guī)律:u=Umsin

ωt。

(3)電流i隨時(shí)間變化的規(guī)律:i=Imsin

ωt。

其中ω等于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度

,Em=nBl1l2ω

=nBSω

。

-9-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷4.變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí)-10-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷三、描述交變電流的物理量1.周期和頻率(1)周期(T):交變電流完成一次周期性

變化,即線圈轉(zhuǎn)一周

所需要的時(shí)間,單位是秒(s)

,公式T=。

(2)頻率(f):交變電流在單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)完成周期性變化

的次數(shù),單位是赫茲(Hz)

。

2.交變電流的周期和頻率的關(guān)系-10-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷三、描述交變電流的物理量-11-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷3.交變電流的“四值”(1)瞬時(shí)值:交變電流某一時(shí)刻的值,是時(shí)間的函數(shù)。(2)峰值:交變電流(電流、電壓或電動(dòng)勢(shì))所能達(dá)到的最大的值,也叫最大值。(3)有效值:跟交變電流的熱效應(yīng)

等效的恒定

電流的值叫做交變電流的有效值。對(duì)正弦式交變電流,其有效值和峰值的關(guān)系為:-11-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷3.交變電流的“四值”-12-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷如圖為交流發(fā)電機(jī)線圈的平面圖,設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈邊長(zhǎng)為l,匝數(shù)為n,以O(shè)1O2為起點(diǎn)、角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t轉(zhuǎn)至實(shí)線位置,試推導(dǎo)此時(shí)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式。-12-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷如圖為交流發(fā)電機(jī)線圈的平面圖,設(shè)磁感-13-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷1.(多選)如圖所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖,線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上,CD邊連在滑環(huán)L上,導(dǎo)體制作的兩個(gè)電刷E、F分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上,線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接。關(guān)于其工作原理,下列分析正確的是(

)A.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間,穿過(guò)線圈的磁通量最大B.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間,線圈中的感應(yīng)電流最大C.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間,穿過(guò)線圈的磁通量最小D.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間,線圈中的感應(yīng)電流最小答案答案關(guān)閉AC-13-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷1.(多選)如圖所示為交流發(fā)電機(jī)示意-14-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷2.家用電子調(diào)光燈的調(diào)光原理是用電子線路將輸入的正弦式交流電壓的波形截去一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的,由截去部分的多少來(lái)調(diào)節(jié)電壓,從而實(shí)現(xiàn)燈光的可調(diào),比用變壓器調(diào)壓方便且體積較小。某電子調(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后的電壓波形如圖所示,若用多用電表測(cè)燈泡兩端的電壓,多用電表示數(shù)為(

)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-14-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷2.家用電子調(diào)光燈的調(diào)光原理是用電子-15-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷3.在小型交流發(fā)電機(jī)中,矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系,如圖所示。此線圈與一個(gè)R=10Ω的電阻構(gòu)成閉合電路,電路中的其他電阻不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是(

)A.交變電流的周期為0.125sB.交變電流的頻率為8HzC.交變電流的有效值為AD.交變電流的最大值為4A答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-15-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷3.在小型交流發(fā)電機(jī)中,矩形金屬線圈-16-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷4.(多選)一個(gè)按正弦規(guī)律變化的交變電流的i-t圖象如圖所示,根據(jù)圖象可以判定(

)A.交變電流的頻率f=0.02HzB.交變電流的有效值I=14.14AC.交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i=20sin0.02tAD.在t=時(shí)刻,電流的大小與其有效值相等答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-16-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷4.(多選)一個(gè)按正弦規(guī)律變化的交變-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律(師生共研)1.正弦式交變電流的產(chǎn)生(1)線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn):①線圈平面與中性面重合時(shí),S⊥B,Φ最大,=0,e=0,i=0,電流方向?qū)l(fā)生改變。②線圈平面與中性面垂直時(shí),S∥B,Φ=0,最大,e最大,i最大,電流方向不改變。(3)電流方向的改變:線圈通過(guò)中性面時(shí),電流方向發(fā)生改變,一個(gè)周期內(nèi)線圈兩次通過(guò)中性面,因此電流的方向改變兩次。(4)交變電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBSω,與轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān),與線圈形狀無(wú)關(guān)。-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1如圖甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線圈ABCD可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸OO'轉(zhuǎn)動(dòng),由線圈引出的導(dǎo)線AE和DF分別與兩個(gè)跟線圈一起繞OO'轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圓環(huán)相連接,金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸,這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖乙是線圈的主視圖,導(dǎo)線AB和CD分別用它們的橫截面來(lái)表示。已知AB長(zhǎng)度為l1,BC長(zhǎng)度為l2,線圈以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。(只考慮單匝線圈)-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1如圖甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí),試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式。(2)線圈平面處于與中性面成φ0夾角位置時(shí)開始計(jì)時(shí),如圖丙所示,試寫出t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2的表達(dá)式。答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開始-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例2(多選)如圖甲所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙中曲線a、b所示,則(

)A.兩次t=0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B.曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2∶3C.曲線a表示的交流電動(dòng)勢(shì)頻率為25HzD.曲線b表示的交流電動(dòng)勢(shì)有效值為10V答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例2(多選)如圖甲所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)-23-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律總結(jié)解決交變電流圖象問(wèn)題的三點(diǎn)注意1.只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí),電流的瞬時(shí)值表達(dá)式才是正弦函數(shù)形式,其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線圈平面內(nèi)的位置無(wú)關(guān)。2.注意峰值公式Em=nBSω中的S為有效面積。3.在解決有關(guān)交變電流的圖象問(wèn)題時(shí),應(yīng)先把交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來(lái),再根據(jù)特殊位置求特征解。-23-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律總結(jié)解決交變電流圖象問(wèn)題的三點(diǎn)-24-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三突破訓(xùn)練1.(2016·江蘇連云港摸底)如圖甲為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的示意圖,單匝線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。若從中性面開始計(jì)時(shí),產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1.0Ω,外接燈泡的電阻為9.0Ω。求:(1)寫出流經(jīng)燈泡的瞬時(shí)電流的表達(dá)式。(2)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的最大磁通量。(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,外力所做的功。答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-24-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三突破訓(xùn)練(1)寫出流經(jīng)燈泡的瞬時(shí)電-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)二有效值的理解與計(jì)算(師生共研)1.公式法2.利用有效值的定義計(jì)算(非正弦式電流)計(jì)算時(shí)“相同時(shí)間”取一個(gè)周期或周期的整數(shù)倍。3.利用能量關(guān)系當(dāng)有電能和其他形式的能轉(zhuǎn)化時(shí),可利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來(lái)求有效值。-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)二有效值的理解與計(jì)算(師生-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例3通過(guò)一阻值R=100Ω的電阻的交變電流如圖所示,其周期為1s。則電阻兩端電壓的有效值為(

)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例3通過(guò)一阻值R=100Ω的電阻-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4

電壓u隨時(shí)間t的變化情況如圖所示,求電壓的有效值。答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4電壓u隨時(shí)間t的變化情況如圖-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三方法歸納計(jì)算交變電流有效值的方法(1)計(jì)算有效值時(shí)要根據(jù)電流的熱效應(yīng),抓住“三同”:“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”,列式求解。(2)分段計(jì)算電熱,求和得出一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量。-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三方法歸納計(jì)算交變電流有效值的方法-29-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三突破訓(xùn)練2.(2016·四川瀘州模擬)如圖所示,圖甲和圖乙分別表示一種正弦脈沖波和方波的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系。若這兩種電流分別通過(guò)兩個(gè)完全相同的電阻,則經(jīng)過(guò)1min的時(shí)間,兩電阻消耗的電功之比W甲∶W乙為(

)甲乙A.1∶ B.1∶2 C.1∶3 D.1∶6答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-29-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三突破訓(xùn)練甲-30-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)三交變電流“四值”的比較(師生共研)交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較-30-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)三交變電流“四值”的比較(-31-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-31-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-32-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-32-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-33-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例5如圖所示,線圈abcd的面積是0.05m2,共100匝,線圈電阻為1Ω,外接電阻R=9Ω,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T,當(dāng)線圈以300r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí),問(wèn):(1)若從線圈處于中性面開始計(jì)時(shí),寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式。(2)線圈轉(zhuǎn)過(guò)s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值多大?(3)電路中,電壓表和電流表的示數(shù)各是多少?(4)從中性面開始計(jì)時(shí),經(jīng)s通過(guò)電阻R的電荷量是多少?-33-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例5如圖所示,線圈abcd的面積是-34-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三解析：

(1)由于ω=10π

rad/s,Em=nBSω=50

V,所以正弦式交流電動(dòng)勢(shì)可寫成e=Emsin

ωt,即e=50sin

10πt

V。-34-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三解析：(1)由于ω=10πra-35-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三答案：

(1)e=50sin10πtV

(2)43.3V(3)31.86V

3.54A

(4)C-35-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三答案：(1)e=50sin10-36-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三特別提醒交變電流“四值”應(yīng)用的幾點(diǎn)提醒1.在解答有關(guān)交變電流的問(wèn)題時(shí),要注意電路結(jié)構(gòu)。2.注意區(qū)分交變電流的最大值、瞬時(shí)值、有效值和平均值,最大值是瞬時(shí)值中的最大值,有效值是以電流的熱效應(yīng)來(lái)等效定義的。3.與電磁感應(yīng)問(wèn)題一樣,求解與電能、電熱相關(guān)的問(wèn)題時(shí),一定要用有效值;而求解通過(guò)導(dǎo)體某橫截面的電荷量時(shí),一定要用平均值。-36-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三特別提醒交變電流“四值”應(yīng)用的幾點(diǎn)-37-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三突破訓(xùn)練3.(多選)(2016·山西忻州模擬)如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為T,轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場(chǎng)方向,線圈電阻為2Ω。從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí),線圈轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)的感應(yīng)電流為1A。那么(

)A.線圈消耗的電功率為4WB.線圈中感應(yīng)電流的有效值為2A答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-37-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三突破訓(xùn)練答案解析解析關(guān)閉答第十一章

交變電流

傳感器第十一章交變電流傳感器-39--2--40--3-第1節(jié)

交變電流的產(chǎn)生及其描述第1節(jié)交變電流的產(chǎn)生及其描述-42-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷一、交變電流1.定義大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化

的電流叫作交變電流,簡(jiǎn)稱交流。

2.圖象如圖所示:圖甲、乙、丙、丁

所示電流都屬于交變電流,圖戊

所示電流屬于恒定電流。

-5-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷一、交變電流-43-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷二、正弦式交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律1.產(chǎn)生如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里,線圈繞垂直磁場(chǎng)

方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可產(chǎn)生正弦式交變電流,簡(jiǎn)稱正弦式電流。

-6-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷二、正弦式交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律-44-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷2.中性面及其特點(diǎn)(1)定義:與磁場(chǎng)方向垂直

的平面。

(2)特點(diǎn):①線圈位于中性面時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量最大

,磁通量的變化率為零

,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零

。

②線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周,2次

經(jīng)過(guò)中性面,線圈每經(jīng)過(guò)中性面一次,電流的方向就改變一次。

-7-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷2.中性面及其特點(diǎn)-45-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷3.圖象用以描述交變電流隨時(shí)間變化的規(guī)律,如果線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí),其圖象為正弦

曲線,如圖所示。

-8-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷3.圖象-46-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷4.變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))(1)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的規(guī)律:e=Emsin

ωt。

(2)電壓u隨時(shí)間變化的規(guī)律:u=Umsin

ωt。

(3)電流i隨時(shí)間變化的規(guī)律:i=Imsin

ωt。

其中ω等于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度

,Em=nBl1l2ω

=nBSω

。

-9-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷4.變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí)-47-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷三、描述交變電流的物理量1.周期和頻率(1)周期(T):交變電流完成一次周期性

變化,即線圈轉(zhuǎn)一周

所需要的時(shí)間,單位是秒(s)

,公式T=。

(2)頻率(f):交變電流在單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)完成周期性變化

的次數(shù),單位是赫茲(Hz)

。

2.交變電流的周期和頻率的關(guān)系-10-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷三、描述交變電流的物理量-48-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷3.交變電流的“四值”(1)瞬時(shí)值:交變電流某一時(shí)刻的值,是時(shí)間的函數(shù)。(2)峰值:交變電流(電流、電壓或電動(dòng)勢(shì))所能達(dá)到的最大的值,也叫最大值。(3)有效值:跟交變電流的熱效應(yīng)

等效的恒定

電流的值叫做交變電流的有效值。對(duì)正弦式交變電流,其有效值和峰值的關(guān)系為:-11-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷3.交變電流的“四值”-49-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷如圖為交流發(fā)電機(jī)線圈的平面圖,設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈邊長(zhǎng)為l,匝數(shù)為n,以O(shè)1O2為起點(diǎn)、角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t轉(zhuǎn)至實(shí)線位置,試推導(dǎo)此時(shí)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式。-12-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷如圖為交流發(fā)電機(jī)線圈的平面圖,設(shè)磁感-50-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷1.(多選)如圖所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖,線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上,CD邊連在滑環(huán)L上,導(dǎo)體制作的兩個(gè)電刷E、F分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上,線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接。關(guān)于其工作原理,下列分析正確的是(

)A.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間,穿過(guò)線圈的磁通量最大B.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間,線圈中的感應(yīng)電流最大C.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間,穿過(guò)線圈的磁通量最小D.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間,線圈中的感應(yīng)電流最小答案答案關(guān)閉AC-13-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷1.(多選)如圖所示為交流發(fā)電機(jī)示意-51-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷2.家用電子調(diào)光燈的調(diào)光原理是用電子線路將輸入的正弦式交流電壓的波形截去一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的,由截去部分的多少來(lái)調(diào)節(jié)電壓,從而實(shí)現(xiàn)燈光的可調(diào),比用變壓器調(diào)壓方便且體積較小。某電子調(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后的電壓波形如圖所示,若用多用電表測(cè)燈泡兩端的電壓,多用電表示數(shù)為(

)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-14-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷2.家用電子調(diào)光燈的調(diào)光原理是用電子-52-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷3.在小型交流發(fā)電機(jī)中,矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系,如圖所示。此線圈與一個(gè)R=10Ω的電阻構(gòu)成閉合電路,電路中的其他電阻不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是(

)A.交變電流的周期為0.125sB.交變電流的頻率為8HzC.交變電流的有效值為AD.交變電流的最大值為4A答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-15-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷3.在小型交流發(fā)電機(jī)中,矩形金屬線圈-53-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷4.(多選)一個(gè)按正弦規(guī)律變化的交變電流的i-t圖象如圖所示,根據(jù)圖象可以判定(

)A.交變電流的頻率f=0.02HzB.交變電流的有效值I=14.14AC.交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i=20sin0.02tAD.在t=時(shí)刻,電流的大小與其有效值相等答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-16-基礎(chǔ)夯實(shí)自我診斷4.(多選)一個(gè)按正弦規(guī)律變化的交變-54-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律(師生共研)1.正弦式交變電流的產(chǎn)生(1)線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。(2)兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn):①線圈平面與中性面重合時(shí),S⊥B,Φ最大,=0,e=0,i=0,電流方向?qū)l(fā)生改變。②線圈平面與中性面垂直時(shí),S∥B,Φ=0,最大,e最大,i最大,電流方向不改變。(3)電流方向的改變:線圈通過(guò)中性面時(shí),電流方向發(fā)生改變,一個(gè)周期內(nèi)線圈兩次通過(guò)中性面,因此電流的方向改變兩次。(4)交變電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBSω,與轉(zhuǎn)軸位置無(wú)關(guān),與線圈形狀無(wú)關(guān)。-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律-55-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三2.正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈-56-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三-57-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1如圖甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線圈ABCD可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸OO'轉(zhuǎn)動(dòng),由線圈引出的導(dǎo)線AE和DF分別與兩個(gè)跟線圈一起繞OO'轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圓環(huán)相連接,金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸,這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖乙是線圈的主視圖,導(dǎo)線AB和CD分別用它們的橫截面來(lái)表示。已知AB長(zhǎng)度為l1,BC長(zhǎng)度為l2,線圈以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。(只考慮單匝線圈)-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1如圖甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。-58-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí),試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式。(2)線圈平面處于與中性面成φ0夾角位置時(shí)開始計(jì)時(shí),如圖丙所示,試寫出t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2的表達(dá)式。答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開始-59-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例2(多選)如圖甲所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙中曲線a、b所示,則(

)A.兩次t=0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B.曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2∶3C.曲線a表示的交流電動(dòng)勢(shì)頻率為25HzD.曲線b表示的交流電動(dòng)勢(shì)有效值為10V答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例2(多選)如圖甲所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)-60-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律總結(jié)解決交變電流圖象問(wèn)題的三點(diǎn)注意1.只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí),電流的瞬時(shí)值表達(dá)式才是正弦函數(shù)形式,其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線圈平面內(nèi)的位置無(wú)關(guān)。2.注意峰值公式Em=nBSω中的S為有效面積。3.在解決有關(guān)交變電流的圖象問(wèn)題時(shí),應(yīng)先把交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來(lái),再根據(jù)特殊位置求特征解。-23-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三規(guī)律總結(jié)解決交變電流圖象問(wèn)題的三點(diǎn)-61-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三突破訓(xùn)練1.(2016·江蘇連云港摸底)如圖甲為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的示意圖,單匝線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。若從中性面開始計(jì)時(shí),產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1.0Ω,外接燈泡的電阻為9.0Ω。求:(1)寫出流經(jīng)燈泡的瞬時(shí)電流的表達(dá)式。(2)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的最大磁通量。(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,外力所做的功。答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-24-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三突破訓(xùn)練(1)寫出流經(jīng)燈泡的瞬時(shí)電-62-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)二有效值的理解與計(jì)算(師生共研)1.公式法2.利用有效值的定義計(jì)算(非正弦式電流)計(jì)算時(shí)“相同時(shí)間”取一個(gè)周期或周期的整數(shù)倍。3.利用能量關(guān)系當(dāng)有電能和其他形式的能轉(zhuǎn)化時(shí),可利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來(lái)求有效值。-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三考點(diǎn)二有效值的理解與計(jì)算(師生-63-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例3通過(guò)一阻值R=100Ω的電阻的交變電流如圖所示,其周期為1s。則電阻兩端電壓的有效值為(

)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例3通過(guò)一阻值R=100Ω的電阻-64-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4

電壓u隨時(shí)間t的變化情況如圖所示,求電壓的有效值。答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4電壓u隨時(shí)間t的變化情況如圖-65-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三方法歸納計(jì)算交變電流有效值的方法(1)計(jì)算有效值時(shí)要根據(jù)電流的熱效應(yīng),抓住“三同”:“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”,列式求解。(2)分段計(jì)算電熱,求和得出一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量。-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三方法歸納計(jì)算交變電流有效值的方法-66-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三突破訓(xùn)練2.(2016·四川瀘州模擬)如圖所示,圖甲和圖乙分別表示一種正弦脈沖波和方波的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系。若這兩種電流分別通過(guò)兩個(gè)完全相同的電阻,則經(jīng)過(guò)1min的時(shí)間,兩電阻消耗的電功之比W甲∶W乙為(

)甲乙A.1∶ B.1∶2 C.1∶3 D.1∶6答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-2