高考物理高频考点复习教案9

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1、第十一章交流电的产生及变化规律基础知识一．交流电强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流．如图10-1-1（a）、（b）、（c）（d）所示的电流都属于交变电流．图10-1-1二．正弦交流电的变化规律线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动即可获得交流电．中性面：与磁场垂直的平面叫中性面1．当从图12—2即中性面位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：即e=Emsinωt，i＝Imsinωtωt是从该位置经t时间线框转过的角度；ωt也是线速度V与磁感应强度B的夹

2、角；是线框面与中性面的夹角2．当从图12—1位置开始计时：则：e=Emcosωt，i＝Imcosωtωt是线框在时间t转过的角度；是线框与磁感应强度B的夹角；3．对于单匝矩形线圈来说Em=2Blv=BSω；对于n匝面积为S的线圈来说Em=nBSω。对于总电阻为R的闭合电路来说Im=三．几个物理量1．周期（T）和频率(f)：交变电流完成一次周期性变化所用的时间叫周期；1s内完成周期性变化的次数叫频率，T、f、ω的关系：T＝1/f、f＝1/T、ω＝2πf，(ω的国际单位为rad/s)．2．中性面：如图12—2所示的位

3、置为中性面，对它进行以下说明：（1）此位置过线框的磁通量最多．（2）此位置磁通量的变化率为零．所以e=Emsinωt=0，i＝Imsinωt=0（3）此位置是电流方向发生变化的位置，具体对应图12－3中的t2，t4时刻，因而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面，电流的方向改变两次，频率为50Hz的交流电每秒方向改变100次．3．交流电的最大值：当为N匝时Em＝NBωS（1）ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，rad/s（2）最大值对应的位置与中性面垂直，即线框面与磁感应强度B平行时的位置．（3）最大值对

4、应图12－3中的t1、t2时刻，每周中出现两次．4．瞬时值e=Emsinωt，i＝Imsinωt代入时间即可求出．不过写瞬时值时，不要忘记写单位，如Em=220V，ω=100π，则e=220sin100πtV，不可忘记写伏，电流同样如此．5．有效值：为了度量交流电做功情况人们引入有效值，它是根据电流的热效应而定的．就是分别用交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，则直流电的值为交流电的有效值．有效值跟最大值的关系E＝Em，I＝Im（1）伏特表与安培表读数为有效值．（2）用电器铭牌上标明的电压

5、、电流值是指有效值．（3）在没有特殊说明的前提下，所说的交流电动势、电压、电流都是指有效值．（4）计算电功W，电功率P，电热Q，热功率P热时用有效值。6．平均值：感应电动势的平均值，感应电流的平均值，式中R是回路的总电阻．求流过电量用电流平均值乘以时间。7.生活中用的市电电压为220V，其最大值为220V=311V（有时写为310V），频率为50HZ，所以其电压即时值的表达式为u=311sin314tV。规律方法一、关于交流电的变化规律例1．、如图所示,为某交变电动势随时间变化的图象,从图象中可知交变电动势的峰值

6、为V,周期T是s,交变电动势变化最快的时刻是,穿过产生此电动势的线圈的磁通量变化最快的时刻是,若此交流线圈共100匝,则穿过此线圈的最大磁通量是Wb.答案3102×10-2（n=1,2,3…）（n=0,1,2,3…）1×10-2例2．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0．5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直与磁感线的对称轴OO/匀速转动，角速度为ω＝2πrad／s，外电路电阻R＝4Ω，求：（1）转动过程中感应电动势的最大值．（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过

7、600时的即时感应电动势．（3）由图示位置转过600角时的过程中产生的平均感应电动势．（4）交流电电表的示数．（5）转动一周外力做的功．（6）周期内通过R的电量为多少？解析：（1）感应电动势的最大值，εm＝NBωS＝100×0．5×0．12×2πV=3．14V（2）转过600时的瞬时感应电动势：e＝εmcos600=3．14×0．5V＝1．57V（3）通过600角过程中产生的平均感应电动势：=NΔΦ/Δt=2．6V（4）电压表示数为外电路电压的有效值：U=·R＝×=1．78V（5）转动一周所做的功等于电流产生的热

8、量W＝Q＝（）2（R十r）·T＝0．99J（6）周期内通过电阻R的电量Q＝·T＝T＝＝0．0866C二、表征交流电的物理量例3．.交流发电机的转子由B∥S的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V，那么当线圈转过30°时交流电压的即时值为＿＿V。i/A3Ot/s-60.20.30.50.6分析：电压表的示数为交流电压的有效值，由此可知最大值为Um=U=20V。