超级经典：交变电流专题复习

交变电流复习课专题一交变电流的产生及其变化规律【知识要点】一、交流电的四值及其应用(甲)线圈经中性面时，电流将改变方向一次线圈转动一周，电流方向改变两次中性面:B⊥Sab和cd边都不切割磁感线φ最大,E＝0,0tab、dc边垂直切割磁感应线，I最大,感应电流方向b到aB∥Sφ=0t最大(乙)Emax=2BLabνν=ωLad/2Emax=BSωωtωttnBSesintEmsintREimsintImsintUumsin五、交变电流的变化规律以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）2LNBEm令=NBωS1、瞬时值：（从中性面计时）tEemsin一、交变电流的四值及其应用应用：计算线圈某时刻的受力情况tIimsintUumsin2、最大值rRIrRRUnBSmmmmm应用：电容器和晶体管的耐压值.2;2;2mmmIIUU（1）、正弦交流电的有效值与最大值的关系是：3、有效值（2）、一般交流电有效值的求法----2221212RtIRtIRTIQ分段求和根据电流的热效应来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。A、计算电路中的电功、电热、电功率用有效值B、交流用电器的额定电压和额定电流及保险丝的熔断电流指的是有效值；C、交流电流表和交流电压表的读数是有效值D、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值应用4、平均值ENt应用:计算通过某导体截面的电量总总总RNtRtNtREtIq[例3]、如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。to123424iAs图1532221222TTIRTIRIR2222141()()2222I5IA解析：练习4：通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值I【例4】如图所示，线圈的面积是0.05㎡，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1／πT，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式；解析：sin2sin(2)meEtNBSnnt13003001000.052sin(2)6060t50sin(10)tV(2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值多大；当t＝1／30s时，电动势的瞬时值150sin(10)43.330eV(3)电路中电压表和电流表示数各是多少。电动势的有效值为电流表的示数电压表的示数5035.422mEEV35.43.5491EIARr3.94931.86UIRV（4）线圈每转过一周，外力所做的功。线圈转动一周外力做的功等于电路中产生的电能T＝2π／ω2EWPTTRr【例5】如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈内阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过90°的过程中，求：(1)通过电阻R的电量q；解析：在此过程中，穿过线圈磁通量变化BS所用时间42Tt产生的平均电动势为2()EnBSIRrRr2EnnBSt平均电流为通过R的电量nBSqItRr（2）电阻R上产生的焦耳热Q在此过程中电阻R上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的1／4，221122()44nBSQIRTRRr22()()RnBSRr〖练习4〗边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以OO’为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R，求：(1)线圈从图示位置转过T／4的过程中产生的热量Q解析：2mEBa222mIBaIR42Tt22242242BaBaQIRtRRR(2)线圈从图示位置转过T／4的过程中通过线圈某截面的电量q解析：2222BaBaEt22EBaIRR2222BaBaqItRR例3、一线圈在匀强磁场中匀速转动，每分钟转240转，已知这线圈平面在转至跟磁场平行时的电动势是2V。求:（1）写出电路中电流瞬时值的表达式。（2）这线圈平面从中性面开始，在s末的电动势是多大？（3）如果线圈电阻是0.5Ω,负载电阻是1.5Ω,则此刻电流是多少？481E=2Sin8πt(V)1V0.5A1.（2008年高考山东理综卷）图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是A.图1表示交流电，图2表示直流电B.两种电压的有效值相等C.图1所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100VD.图1所示电压经匝数比为10:1的变压器变压后，频率变为原来的()C课堂达标评价：例9、如图5－15所示，单匝面积为S的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，角速度为ω，线圈自身电阻为r，负载电阻为R．线圈由图示位置转动90°的过程中：1）线圈产生的平均电动势？2）通过电阻R上的电量？3）电阻R上产生的焦耳热？4）外力所做的功是多少？例9、如图5－15所示，单匝面积为S的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，角速度为ω，线圈自身电阻为r，负载电阻为R．线圈由图示位置转动90°的过程中：1）线圈产生的平均电动势？2）通过电阻R上的电量？解1：线圈转过900过程的时间2t平均电动势tBS2解2：通过电阻R上的电量tIqtrRrRBS例9、如图5－15所示，单匝面积为S的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，角速度为ω，线圈自身电阻为r，负载电阻为R．线圈由图示位置转动90°的过程中：3）电阻R上产生的焦耳热？4）外力所做的功是多少？解1：线圈产生的最大电动势BSm则电流的有效值2mII)2rRBS（电阻R上产生的焦耳热tRIQ2222)(4rRRSB4：由功和能的关系，外力所做的功trRIQ)(2)(422rRSB如图所示，为一交流发电机构造示意图，矩形线圈abcd，已知ad=L1，ab=L2，匝数为n，线圈绕OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，线圈电阻为r，外电路电阻为R，求：(1)由图示位置转过60角时的瞬时感应电动势（2)转动过程中电压表的示数(3)线圈每转一周，外力所做的功。(不计一切摩擦)(4)1/6周期内通过R的电荷量adcbBRVOO′2121)1(LnBL)(2)2(21rRRLnBL)()3(222122rRLLBn)(2)4(21rRLBL典例导悟：边长为a的N匝正方形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈的电阻为R。(1)求线圈从中性面开始转过90°角的过程中产生的热量；(2)求线圈从中性面开始转过90°角的过程中，通过导线截面的电量RaBNQ4)1(422RNBaq2)2(合作探究再见!