（通用版）2018-2019版高中物理第2章交变电流与发电机章末名师公开课学案沪科版选修3

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1、第2章交变电流与发电机章末总结•网络构建定义:大小和方向都随时间做周期变化的电流（交变电流f产生｛线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动特殊位置｛中性面:B±S,磁通量最大，感应电动势最小为0,电流改变方向垂直中性面:B/7S,磁通量为零，感应电动势最大为Emax=.>zBS^、表达式:e—EmaxSin吠（中性面开始计时）•Emax=交变电流与发电机」「最大值:Emax=I有效值：根据电流的热效应定义，正（余）弦交流电描述交变电流的物理量<坨I周期、频率:互为倒数'平均值正="学电感器、电容器电感器:通直流、阻交流、

2、通低频、阻高频电容器:通交流、隔直流、通高频、阻低频重点难点各个击破题型探究一、交变电流有效值的计算1.一般交变电流有效值的求法一一分段求和Q=fRT=/i+h彳危2+…2.说明：（1）交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的，与电流的方向无关，计算电功和热量必须用有效值；（2）有效值一般与所取时间的长短有关，在无特别说明时是以一个周期的时间來确定有效值的；（3）交流电压表和交流电流表通过交流电时,实际上已经由电表内部元件把交变电流变成了等效的直流电，所以交流电表读出的就是交变电流的有效值，并且电表的指针不会忽左忽右地摆

3、动.3.正弦（或余弦）交变电流有效值与最大值之间的关系4.一般用电器上标注的额定值是有效值，而电容器上标注的是最大值.【例11下列各图中电流的有效值为彳的是（）D答案B解析A、C两选项中电流的有效值均为平人；B选项中，根据R・f=加得，Z=y.T、叵故B正确；D选项屮，由沏=必・厂得，/=专人，D错误.二、交变电流图像的应用交变电流的图像反映了感应电动势（感应电流）随时间的变化特征，对正弦式交变电流来说，我们可以从图像中获取如下信息：1.交变电流的周期（7）交变电流完成一次周期性变化所需的时间，知道了周期便可以算出线圈转

4、动的角速度2.交变电流的最大值（仇沙人Q图像上的最大值，知道了最大值，便可计算出感应电动势（感应电流）的有效值.3.任意时刻交变电流的瞬时值图像上每个“点”表示某一叩寸刻交变电流的瞬吋值.【例21（多选）交流电源的输出电压"随时间Z变化的图像如图1所示，则下列说法正确的是（）A.交变电流的频率50HzB.交变电流的周期为2sC.交流电压的瞬时值表达式为〃=220^sin（100"）VD.交流电压的有效值为220V答案ACD解析由图像可知，交变电流的周期为7=2X10_2s,频率A=y=50Hz,最大值为220^2V,知，

5、有效值为220V,瞬时值为〃=22(h但sin(100nt)V,故选项A、C、D正三、交变电流“四值”的计算和应用1.最大值：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的交变电流最大值氏沐=nBS⑺，在考虑电容器的耐压值时应根据交变电流的最大值.2.有效值：正弦式交变电流的有效值1=弋,英他交变电流的有效值应根据有效值的定义计算，求电功、电功率，确定保险丝的熔断电流，要用到有效值；没有特殊说明时，交变电流的电流、电压、电动势指有效值，交流电表的测量值是有效值，交流用电设备上所标的额定电压、额定电流是有效值.3.瞬时值

6、：当线圈平面处于中性面时开始计时，瞬时电动势的表达式为e=g毗sinq方.瞬时值对应某一时刻的电压、电流值._卜①——卩4.平均值：平均值需用尸=/帀和/=〒进行计算，求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值.—A0q=T・△t=n一—.K【例3】图2为一个小型旋转电枢式交流发电机结构示意图，其矩形线圈的长度为厶，宽度为厶，共有门匝，总电阻为厂，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为斤的定值电阻，线圈以角速度⑺在磁感应强度为〃的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴加'匀速运动,沿转轴久/方向看去，线圈沿逆时针方向转

7、动，Z=0时刻线圈平面与磁感线垂直.(1)求线圈经过图示位置时，通过电阻斤的感应电流的方向.(2)写出线圈转动过程屮感应电动势的瞬时值表达式.(3)求线圈从Q0时所处的位置开始到转过90°的过程屮的平均感应电动势.(4)求线圈从Z=0时所处的位置开始转过60°时电路中的瞬时电流.(1)求线圈转动一个周期内电阻斤上产生的热量.答案⑴自下而上（2）e=nBLLi<<>sincot⑶2巾％厶®JI萌叔1023⑷2（斤+厂）(斤+r)2解析（1）根据右手定则可判断，线圈屮的电流方向是d-bf故通过电阻*的电流是自下而上.⑵从中

8、性面开始计时，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势E=nBLL23,所以感应电动势的瞬时值表达式e=/7^A26>sin（3）由法拉第电磁感应定律有—A(PnBLL2^dBIaLi3E=11=JIAtJi2^（4）由闭合电路欧姆定律有R+rR+r（5）电动势的有效值4回驴3电流的有效值匸冷需铲,线圈转