高考物理总复习知识讲解 正弦交流电的产生和描述（提高）.doc

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1、高考总复习：正弦交流电的产生和描述编稿：李传安审稿：张金虎【考纲要求】1、知道交变电流的产生及正弦交变电流各物理量的变化规律、变化图像；2、理解交变电流有效值的定义，会计算简单的非正弦交流电的有效值；3、了解电容、电感对交变电流的影响；4、会计算交流电路中的电压、电流、功率、热量、电量等。【知识网络】【考点梳理】考点一、交流电的产生及变化规律1、交变电流：大小和方向随时间变化的电流叫交变电流，常见的交流电如下　　　　本章所涉及的将是最简单的交变电流，即正弦交流电—随时间按正弦规律变化的电流。2、特点　　易于产生、输送、变压、整流，在生活中有广泛

2、的应用，交流电路理论是电工和电子技术的理论基础。∴交流电在电力工程、无线电技术和电磁测量中有极广泛的应用，在工程技术中所使用的交流电也是各式各样的。它具有三大优点：变换容易、输送经济、控制方便，所以已经作为现代国民经济的主要动力。　　在稳恒电流中，I—电流、U（E）—电压（电动势），都是恒定值。但在本章，i—电流、e—电动势、u—电压，都是瞬时值，因为它随时间而变，所以实际上是i（t）、e（t）、u（t）。3、交变电流的产生机理要点诠释：　法拉第发现电磁感应定律的最重要的应用就是制成发电机。（1）发电机的组成　　磁极、线圈（电枢）　　旋转电枢：

3、通过滑环、电刷通入外电路，一般产生的电压小于500V　　旋转磁极：比较常用，几千~几万V　　原理：利用线圈在磁场中绕某一固定轴转动，切割磁感线产生感应电动势，继而在闭合回路产生电流　　　能量转化：机械能→电能（2）交流电的产生　　矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，角速度ω一定。其中ab、cd边切割磁感线，且ab、cd始终与速度v垂直，从切割效果看总是两个电源串联，其俯视图为：　　第一象限：方向—abcda(磁通量Φ减少)大小：　　第二象限：方向—abcda(磁通量Φ增加)大小：依次类推：可得其它象限的情况。总之，与轴的位置无关。　　①大小为　　②方

4、向取决于角度ωt　0<ωt<π　e>0　　　　　　　　　　　　π<ωt<2π　e<0线圈每经过中性面一次，电流方向改变一次；线圈旋转一周，电流方向改变两次。　　③为感应电动势的最大值　　④当线圈与中性面重合时（磁场方向与线圈平面垂直），磁通量Φ最大，磁通量的变化率最小，感应电动势最小，磁力矩最小；　　当线圈与中性面垂直时（磁场方向与线圈平面平行），磁通量Φ最小，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，磁力矩最大。4、交流电的变化规律要点诠释：（1）几个表达式　　瞬时值　电动势e　电流　i　　路端电压u　　最大值　Em　Im　Um　　若外电阻为R，电

5、动机内阻为r，则（2）图象　　考点二、描述交流电的物理量　要点诠释：　在稳恒电流里用两个物理量（I、U）就能描述电路的情况，但在交流电路里，由于电流的大小、方向都在随时间做周期性的变化，所以要描述它们的物理量就要多一些。1、最大值（Im、Um）　　指在一周期内所能达到的最大值。电动势的最大值，电流的最大值电压的最大值电容器的耐压值应超过交流电压的最大值，才不会被击穿.2、周期和频率（1）周期T：交流电完成一次周期性变化所需要的时间。即：线圈转动一周（2）频率f：　（3）角速度3、有效值U、I（不是平均值）要点诠释：　　表示交流电产生的效果。电流

6、的效应有热效应、化学效应、磁效应等。交流电的有效值是根据交流电的热效应来规定的。对交流电来说，有意义的不是其在某一瞬间的瞬时功率，而是它在一个周期内的平均功率。如50Hz供电的灯泡，虽然其瞬时功率不断变化，但我们感觉不到其亮度的变化，其亮度取决于其平均功率。（1）定义：让交流电和稳恒电流通过相同的电阻，如果在相同的时间内产生的热量相等，则这个稳恒电流的数值就为该交流电的有效值。（2）正弦交流电的有效值即　　交电流在一周期内的平均功率，对直流电，对交流电以上公式只适用于正弦交流电。对其它的交流电不适用，在对待非正弦交流电时，有效值的计算应从其定义

7、出发进行推算，或与正弦交流电的规律进行对比得出。（3）一般说明交流电的数值，不做特殊说明，都指有效值。例：　　①照明电路中的220V电压　　②额定电压及功率“220V50W”　　③交流电表的指示数值对纯电阻电路，其计算与直流电的计算类似，但式中各量均代入有效值　　　P=UI4、平均值物理意义：交变电流图像中图线与时间轴所围成的面积与时间的比值。计算有关电量时只能用平均值。考点三、电感、电容对交变电流的影响要点诠释：　　电感是“通直流、阻交流，通低频、阻高频”　　电容是“通交流、隔直流、通高频、阻低频”（1）电感对直流的阻碍作用很小所以是“通直流

8、”，而对交流都有阻碍作用，所以“阻交流”；而交流频率越高，电感阻碍作用越大，而对低频阻碍作用较小，所以“通低频，阻高频”；（2）电容对直流来说是断路，