1、第三节表征交变电流的物理量1如图所示，形状或转轴位置不同，但面积均为S的单匝线圈处在同一个磁感应强度为B的匀强磁场中，以相同的角速度匀速运动，从图示的位置开始计时，则下列说法正确的是()课前自主学习A感应电动势最大值不同B感应电动势瞬时值不同C感应电动势最大值、瞬时值都不同D感应电动势最大值、瞬时值都相同【答案】D【解析】感应电动势的最大值均为EmBS，A错误；感应电动势的瞬时值eEmsin(t)，与转轴位置无关，图中都以中性面位置计时，故瞬时值相同，D正确，B、C错误2交流发电机在工作时电动势为eEmsin t，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变
2、为()【答案】B 3一台发电机产生的正弦式交变电流的电动势最大值是400 V，线圈匀速转动的角速度是100 rad/s，写出瞬时电动势的表达式，在1 s内电流方向改变多少次？【答案】e400sin t100一、周期和频率1周期：交变电流完成_的时间，用T表示，单位是秒2频率：交变电流在1 s内完成周期性变化的_，用_表示，单位是_，符号是Hz.一次周期性变化次数f赫兹二、峰值和有效值1峰值：交变电流的电压、电流在一个周期内所能达到的_数值2有效值：使交变电流和恒定电流通过阻值_的电阻，在交流的一个周期内，它们产生的热量相等，这个恒定电流、电压，叫做这个交流的有效值最大相同4应用：(1)电器元件
3、或设备上所标的耐压值指该设备所能承受的交流电_(2)交 流 用 电 设 备 上 所 标 的 额 定 电 压 和 额 定 电 流 是_；交流电压表测量的数值是_；交变电流的数值在无特别说明时都指_最大值有效值有效值有效值什么时候要用到交变电流的有效值？什么时候用交变电流的最大值？【答案】所有电表的读数都是交变电流的有效值，而电容器的击穿电压要用交变电流的最大值来进行表示.1交变电流有效值是根据电流的热效应进行定义的理解时要注意三同：相同电阻、相同时间、产生相同热量2由于交流的周期特点，计算有效值时，通常取一个周期按如下方法计算：(1)假设交变电流通过电阻R，计算交流电在一个周期内产生的热量Q(可
4、分段计算)课堂优化整合3常见的交变电流的图象和有效值电流电流图象有效值正弦式交变电流I正弦半波电流I电流电流图象有效值正弦单向脉动电流I矩形脉动电流 I非对称性交变电流如图所示，两个完全相同的电热器，分别通有峰值相等的方波交变电流和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比P1P2_.例 1甲 乙答案：21题后反思有效值常见的错误是不管电流是什么形式的电流，直接用正弦式交流电的有效值的计算方法进行计算，正确的计算方法应该根据交流电的热效应和某一直流电相等，在时间的取值上，要至少取一个周期作为研究单位1(2017昌平质检)如图所示为某交变电压u随时间t变化的图象，将该交流电与一阻值R311 的电
5、阻构成闭合回路，下列说法中正确的是()【答案】A(2)在交变电流图象中，图线与横轴(t轴)所围的面积跟时间的比值，为交变电流的平均值交变电流平均值的计算如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R.当线圈由图示位置转过90的过程中，求：(1)通过电阻R的电荷量q.(2)电阻R上产生的焦耳热Q.例 22(2019江苏模拟)如图所示，甲、乙分别表示两种电流的波形，其中甲所示的电流按正弦规律变化，下列说法正确的是()A甲表示交流电，乙表示直流电B两种电流变化的频率相等C两种电流的瞬时值表达式都为i5.0sin(100t)AD
6、两种电流的有效值相等【答案】B交变电流物理含义重要关系适用情况瞬时值交变电流某一时刻的值eEmsin tiImsin t计算线圈某一时刻的受力情况最大值最大的瞬时值EmnBS确定用电器的耐压值交变电流物理含义重要关系适用情况有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值(1)计算与电流热效应相关的量(如功率、热量)(2)交流电表的测量值(3)电气设备标注的额定电压、额定电流(4)保险丝的熔断电流平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹面积与时间的比值计算通过电路截面的电量在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n100匝，边长为20 cm，电阻为10，转动频率
7、f50 Hz，磁场的磁感应强度为0.5 T，求：(1)外力驱动线圈转动的功率；(2)转至线圈平面与中性面的夹角为30时，线圈产生的感应电动势及感应电流的大小；(3)线圈由中性面转至与中性面成30夹角的过程中，通过线圈横截面的电荷量例 3答案：(1)1.97104 W(2)314 V31.4 A(3)0.027 C题后反思(1)电功率由交流电的有效值计算(2)通过线圈横截面的电荷量由交流电的平均值计算(3)交流电瞬时值表达式与计时起点有关3交流发电机线圈电阻r1，用电器电阻R9，电压表示数为9 V，如图所示，那么该交流发电机()A电动势的峰值为10 VB电动势的有效值为9 V【答案】D1对交变电
8、流通过电阻产生的热量和通过的电荷量的理解(1)明确热量是与做功有关的物理量，所以求解电流产生的热量要用电流的有效值来计算；(2)电荷量是电流对时间的积累，所以求解电荷量时要用电流的平均值来计算；(3)此类题目往往不会直接给出电流的有效值或平均值，而是会在计算中体现出来计算电阻上产生热量与通过电荷量的方法技巧2求解思路求解热量和电荷量思路不同(1)求解热量，按以下思路(2)求解电荷量，按以下思路(2016四川名校模拟)如图甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起
9、，并通过电刷和定值电阻R相连线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0、B1和t1均为已知在0t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度匀速转动求：例 4甲 乙(1)0t1时间内通过电阻R的电流大小；(2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；(3)线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90的过程中，通过电阻R的电荷量(1)电路中交流电压表和交流电流表的示数；(2)线圈从图示位置转过90的过程中通过电阻R的电荷量【答案】(1)31.82 V3.54 A(2)0.16 C课堂即时训练课后提能训练