《交流電》 市賽獲獎

交電流知能要求與高考展望1.掌握交流發(fā)電機及其產生正弦交流電的原理，正弦交流電的圖象．理解最大值與有效值，周期與頻率的含義并能熟練進行有關計算．2．考查題型一般為選擇題．課前自修1．交流電產生的條件與規(guī)律(1)交流電產生的條件：矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸________轉動，在線圈中將產生按________規(guī)律變化的交變電流．(2)中性面：穿過線圈的磁通量________，磁通量的變化率為________，即感應電動勢為________．勻速正弦最大零零(3)交流電的規(guī)律①感應電動勢瞬時值的表達式：如果線圈從中性面開始時以角速度ω繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，產生感應電動勢的最大值為Em＝________，在時刻t，線圈中產生的感應電動勢的瞬時值是e＝_______________

；由于電流與電動勢的同步性，若感應電流的最大值為Im，感應電流的瞬時值的表達式i＝____________.②線圈轉動一周，兩次經過中性面，線圈每經過中性面一次，電流的方向就改變________．③交變電流的圖象：交變電動勢、電流、電壓的圖象都是________圖象．NBSωNBSωsinωt一次正弦2．表征交流電的物理量(1)瞬時值：反映交流電在________的大小和方向．(2)有效值：根據電流的________來規(guī)定的，即交流電和直流電通過同樣阻值的兩個電阻，如果在一個周期內它們產生的________都相等，則這個直流電的數值即作為交流電的有效值．(3)周期：完成一次電流__________所需的時間．(4)頻率：在1s內完成電流__________的次數．(5)我國工農業(yè)生產和生活用的交流電，頻率是____Hz，周期是____s，電流方向每秒鐘改變____次．某一時刻熱效應熱量周期性變化周期性變化500.02100重難突破1．正弦式電流的變化規(guī)律線圈在中性面位置開始計時規(guī)律物理量函數圖象磁通量Φ＝Φm·cosωt＝BScosωt電動勢e＝Em·sinωt＝nBSωsinωt規(guī)律物理量函數圖象電壓u＝Um·sinωt＝sinωt電流i＝Im·sinωt＝sinωt2．對交變電流的“四值”的比較和理解物理量物理含義重要關系適用情況及說明瞬時值交變電流某一時刻的值e＝Emsinωt

i＝Imsinωt計算線圈某時刻的受力情況峰值最大的瞬時值Em＝nBSωIm＝討論電容器的擊穿電壓物理量物理含義重要關系適用情況及說明有效值跟交變電流的熱效應等效的恒定電流的值適用于正(余)弦式電流(1)計算與電流的熱效應有關的量(如電功、電功率、電熱等)(2)電氣設備“銘牌”上所標的一般是有效值(3)保險絲的熔斷電流為有效值平均值交變電流圖象中圖線與時間軸所夾的面積與時間的比值計算通過電路截面的電荷量題型探究題型一正弦式電流的變化規(guī)律及應用【例1】如圖(a)所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO′以角速度ω逆時針勻速轉動．若以線圈平面與磁場夾角θ＝45°時[如圖(b)]為計時起點，并規(guī)定自a流向b的電流方向為正．則下列四幅圖中正確的是()解析：t＝0時線圈中感應電流方向c→b→a→d為負．經過T/8時，線圈平面與磁場垂直，線圈中瞬時電流為零，所以D正確，A、B、C錯誤．答案：D方法點竅：關于交變電流圖象的題目分為兩類：一類是給出圖象，求解有關的物理量；另一類是通過計算，將結果用圖象表示出來.題型二交流電四值的理解和應用【例2】如圖所示，N＝50匝的矩形線圈abcd，ab邊長l1＝20cm，ad邊長l2＝25cm，放在磁感應強度B＝0.4T的勻強磁場中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO′軸以n＝3000r/min的轉速勻速轉動，線圈電阻r＝1Ω，外電路電阻R＝9Ω，t＝0時，線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉出紙外、cd邊轉入紙里．(1)在圖中標出t＝0時感應電流的方向；(2)寫出感應電動勢的瞬時值表達式；(3)線圈轉一圈外力做多少功？(4)從圖示位置轉過90°的過程中流過電阻R的電荷量是多少？解析：(1)線圈感應電流方向為adcba(圖略)．(2)線圈的角速度ω＝2πn＝100πrad/s圖示位置的感應電動勢最大，其大小為Em＝NBl1l2ω代入數據得Em≈314V電動勢的表達式e＝Emcosωt＝314cos100πt(V).答案：(1)方向沿adcba(圖略)(2)e＝314cos100πtV(3)98.6J(4)0.1C方法點竅：公式只能求感應電動勢的平均值.隨堂訓練一單匝線圈面積為S，在磁感應強度為B的勻強磁場中勻速轉動，感應電流i＝Imsinωt.現將線圈的轉動角速度ω提高一倍，其他條件不變，則電流的表達式為()A．i＝ImsinωtB．i＝2Imsinωt