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时间:2019-09-27
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1、高一物理—交变电流【基础知识】1交变电流1.1定义:大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时,产生正弦(或余弦)交流电动势。当外电路闭合时形成正弦(或余弦)交流电流。2.正弦交流电:(1)产生:强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交流电。矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于匀强磁场的线圈的对称轴作匀速转动时,如图5—1所示,产生正弦(或余弦)交流电动势。当外电路闭合时形成正弦(或余弦)交流电流。(2)变化规律:(1)中性面:与磁力线垂直的平面叫中性面。线圈平面位于中性面位置时,如图5—2(A)所示,穿过线圈的磁通量最大
2、,但磁通量变化率为零。因此,感应电动势为零。当线圈平面匀速转到垂直于中性面的位置时(即线圈平面与磁力线平行时)如图5—2(C)所示,穿过线圈的磁通量虽然为零,但线圈平面内磁通量变化率最大。因此,感应电动势值最大。内部教材,请勿外传。VIP教研组版权所有未经允许,请勿外传。第17页VIP教育贵族教育专业品质帝豪校区:2042800厦门思明区帝豪大厦2403吕厝校区:2042900锦绣广场二楼思北校区:2042700银行家园二楼瑞景校区:2042400洪莲路21号5楼(加州广场旁)博物馆校区:2042008厦门思明南路海洋花园一楼高一物理—(伏)(N为匝数)(2)感应电动势瞬时值表达式:
3、若从中性面开始,感应电动势的瞬时值表达式:(伏)如图5—2(B)所示。感应电流瞬时值表达式:(安)若从线圈平面与磁力线平行开始计时,则感应电动势瞬时值表达式为:(伏)如图5—2(D)所示。感应电流瞬时值表达式:(安)3.表征交流电的物理量:(1)瞬时值、最大值和有效值:交流电在任一时刻的值叫瞬时值。瞬时值中最大的值叫最大值又称峰值。交流电的有效值是根据电流的热效应规定的:让交流电和恒定直流分别通过同样阻值的电阻,如果二者热效应相等(即在相同时间内产生相等的热量)则此等效的直流电压,电流值叫做该交流电的电压,电流有效值。正弦(或余弦)交流电电动势的有效值和最大值的关系为:交流电压有效值
4、;交流电流有效值。注意:通常交流电表测出的值就是交流电的有效值。用电器上标明的额定值等都是指有效值。用电器上说明的耐压值是指最大值。(2)周期、频率和角频率交流电完成一次周期性变化所需的时间叫周期。以T表示,单位是秒。交流电在1秒内完成周期性变化的次数叫频率。以f表示,单位是赫兹。周期和频率互为倒数,即。我国市电频率为50赫兹,周期为0.02秒。角频率:单位:弧度/秒3.交流电的图象:图象如图5—3所示。图象如图5—4所示。内部教材,请勿外传。VIP教研组版权所有未经允许,请勿外传。第17页VIP教育贵族教育专业品质帝豪校区:2042800厦门思明区帝豪大厦2403吕厝校区:2042
5、900锦绣广场二楼思北校区:2042700银行家园二楼瑞景校区:2042400洪莲路21号5楼(加州广场旁)博物馆校区:2042008厦门思明南路海洋花园一楼高一物理—4.正弦交变电流的函数表达式(从中性面开始计时)u=Umsinωti=Imsinωt【例】以下各选项中属于交流电的是答案:C【例】关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是().A线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次.感应电动势方向不变B线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次C线圈平面每经过中性面一次,感应电流和感应电动势方向都要改变一次D线圈转动一周,感应电流和感应电动势方向都要改变一次【
6、例】关于交流电的下列说法正确的是()A在一个周期内交流电的方向只改变一次B交流电器设备上标出的电压和电流值都是指有效值C某正弦交流电压的最大值为311V,则该交流电压最小值为-311VD用交流电流表和交流电压表测交流电流或电压时,应测得交流电流或电压的最大值【例】如图是交流发电机的示意图。线圈abcd在磁场中匀速转动产生交流电。线圈的ab边和cd边连在两个金属滑环上,两个滑环通过金属片做的电刷和外电路相连。当线圈沿逆时针方向转动时,关于电流方向以下判断正确的是()A当线圈转到图甲的位置时,线圈中的电流方向为d→c→b→aB当线圈转到图乙的位置时,线圈中的电流方向为a→b→c→dC当线
7、圈转到图丙的位置时,线圈中的电流方向为d→c→b→aD当线圈转到图丁的位置时,线圈中的电流方向为a→b→c→d内部教材,请勿外传。VIP教研组版权所有未经允许,请勿外传。第17页VIP教育贵族教育专业品质帝豪校区:2042800厦门思明区帝豪大厦2403吕厝校区:2042900锦绣广场二楼思北校区:2042700银行家园二楼瑞景校区:2042400洪莲路21号5楼(加州广场旁)博物馆校区:2042008厦门思明南路海洋花园一楼高一物理—【例】一矩形线圈在匀
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