1、-1-本章整合BENZHANG ZHENGHE-2-本章整合 知识构建 专题应用 交变电流与发电机 交变电流的产生:max=交变电流的物理量 周期:,交变电流完成一次周期性变化所用的时间频率:,交变电流在单位时间内完成的周期性变化的次数最大值:max,max,max,也叫峰值,交变电流在周期性变化中出现的最大值有效值:,根据电流的热效应进行的一种等效替代公式:=1,=max 2,=max 2,=max 2(正弦式交变电流)交变电流的描述 瞬时值表达 =max sin=max sin=max sin图像表达:正弦图像交变电路中的电容和电感 容抗:与交变电流的频率和电容有关感抗:与交变电流的频率和
2、自感系数有关-3-本章整合 专题应用 知识构建 专题一 专题二 专题一 交变电流的变化规律和“四值”问题1.研究电容器的耐压值时,用峰值(最大值)矩形线圈绕垂直于磁感线的轴在匀强磁场中转动时,线圈中产生正弦交变电流,当线圈平面与磁感线平行时,线圈中感应电动势最大,最大值为Emax=NBS,其中 N 表示线圈匝数,S 表示线圈面积,Emax 与线圈转动时转轴的位置无关。2.研究交变电流做功、功率及产生的热量时,用有效值对同样的电阻,在相同时间内跟交变电流热效应相等的直流电的值为交变电流的有效值。一般交流电压表、电流表测出的数值是有效值,计算电功、电热时应使用有效值,其大小为:E=max 2,I=
3、max 2(正弦式交变电流)。3.研究交变电流某一瞬间的电流、电压、功率等,用瞬时值(1)当线圈平面与中性面重合时,线圈中感应电动势为零。若从此位置开始计时,则瞬时值表达式为 e=Emaxsin t,i=Imaxsin t。(2)当线圈平面与中性面垂直时,线圈中感应电动势最大。若从此位置开始计时,则瞬时值表达式为 e=Emaxcos t,i=Imaxcos t。-4-本章整合 专题应用 知识构建 专题一 专题二 4.研究交变电流通过导体截面电量时,用平均值交变电流的平均值应根据=n 求解,在计算交流电路中通过某段导体的电量时,应用平均值计算,即:Q=t。-5-本章整合 专题应用 知识构建 专题
4、一 专题二 例题 1(2014湖南常德检测)如图所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为 T,转轴 O1O2 垂直于磁场方向,线圈电阻为 2 。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过 60时的感应电流为 1 A。那么()A.线圈消耗的电功率为 4 WB.线圈中感应电流的有效值为 2 AC.任意时刻线圈中的感应电动势为 e=4cos2 tD.任意时刻穿过线圈的磁通量为 =sin2 t-6-本章整合 专题应用 知识构建 专题一 专题二 解析:线圈转动角速度=2,线圈平面从与磁场方向平行开始计时,当转过 60时,电流的瞬时值表达式为 i=Imcos60=1AIm=2A,正弦交变电流有效值
5、I=m 2=2,选项 B错误;线圈消耗的功率 P=I2R=4W,选项 A 正确;由欧姆定律可知,感应电动势最大值 Em=ImR=4V,所以瞬时值表达式为e=4cos2 t,选项 C 正确;通过线圈的磁通量=msin t=msin2 t,由感应电动势的最大值 Em=BS=m2 m=m2,解两式得:=m2 sin2 t=2 sin2 t,选项 D 错误。答案:AC-7-本章整合 专题应用 知识构建 专题一 专题二 专题二 交变电流图像的应用交变电流的图像反映了交流电动势(电流)随时间的变化特征,对正弦交变电流来说,我们可以从图像中获取如下信息:(1)交变电流的周期(T):一个完整的正弦波对应的时间
6、段,知道了周期便可以算出线圈转动的角速度=2。(2)交变电流的最大值(Emax,Imax):图像上的峰值。知道了最大值,便可计算出交流电动势(交变电流)的有效值。e=max 2,i=max 2。(3)任意时刻交变电流的瞬时值:图像上每个“点”表示某一时刻交变电流的瞬时值。-8-本章整合 专题应用 知识构建 专题一 专题二 例题 2在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图 1 所示,产生的交变电动势的图像如图 2 所示,则()A.t=0.005 s 时线框的磁通量变化率为零B.t=0.01 s 时线框平面与中性面重合C.线框产生的交变电动势有效值为 311 VD.线框产生的交变电动势频率为 100 Hz-9-本章整合 专题应用 知识构建 专题一 专题二 解析:根据题图可知,t=0.005 s 时,电动势为 311 V,根据法拉第电磁感应定律可知,此时磁通量的变化率不为零,选项A错误;t=0.01 s时,电动势为零,线框与中性面重合,选项 B 正确;线框产生电动势的有效值 E 有=max 2=311 2V=220 V,选项 C 错误;周期 T=0.02s,则频率 f=1=50Hz,选项 D 错误。答案:B
