2012届高考物理 交变电流复习课件3.ppt

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1、(1)交变电流：强度和都随时间做变化的电流叫交变电流．(2)正弦式交变电流的产生：一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动，就可产生正弦式交变电流．1．交变电流的产生及其变化规律周期性匀速方向(3)正弦式交变电流的变化规律．①中性面：与磁场方向垂直的平面叫中性面．中性面的特点：线圈转到中性面位置时，穿过线圈的磁通量最，但磁通量的变化率为，感应电动势为，线圈每经过一次中性面，电流的方向改变．大零零一次②变化规律：e＝Emsinωtu＝Umsinωti＝Imsinωt以上各式成立的条件均为：t＝0时，线圈在中性面．③正弦交变电流的图象：如图14－1－1所示．(1)有效值①定义：让交流和直

2、流通过相同的电阻，如果它们在相同时间内产生相同，这一直流的数值，叫做该交变电流的有效值，可用“E、I、U”来表示．②正弦式交变电流的有效值与峰值的关系2．表征交变电流的物理量热量(2)周期、频率和角频率(角速度)及关系①周期T：交变电流完成一次周期性变化所用的时间；②频率f：交变电流在1s内完成周期性变化的次数；③角频率(ω)；每秒转过的角弧度，转速(n)是指单位时间内转动的圈数，单位有：r/min或r/s，角速度是指单位时间内转过的角度，单位是rad/s；⑤我国民用交变电流的周期T＝0.02s，频率f＝50Hz，角频率ω＝100πrad/s.(1)电感对交变电流的阻碍作用①电感对交变电

3、流的阻碍作用的大小，用感抗XL表示，交变电流频率f越大，线圈自感系数L越大，XL就越大(表达式XL＝2πfL)．②电感对交变电流有阻碍作用的原因：当线圈中电流发生变化时，线圈本身产生自感电动势，自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化．3．电感和电容对交变电流的作用③扼流圈有两种：一种叫做低频扼流圈，线圈的自感系数L很大，作用是“通直流，”；另一种叫高频扼流圈，线圈的自感系数L很小，作用是“通低频，”．阻交流阻高频(2)电容器对交变电流的作用①交变电流能够通过电容器，电容器交替进行，电路中有了电流，表现为交流电通过了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘电介质．②电容对交变电流阻

4、碍作用的大小，用容抗XC表示，交变电流频率越大，电容越大，XC就越小．(表达式：XC＝③电容器在电路中表现为“通交流，；通高频，”．充电和放电阻直流阻低频如图14－1－2甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图14－1－2乙所示的余弦规律变化，在t＝时刻()1．交变电流的产生及变化规律A．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈所受的安培力为零D．穿过线圈磁通量的变化率最大[解析]线圈从图中位置转过90°，线圈平面垂直磁感线，此时穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小(为零

5、)，线圈中不产生感应电动势，感应电流为零，A、B、D均错．[答案]C解答交流电产生问题的注意重点：(1)要清楚交变电流的产生过程，对中性面的理解要深刻透彻；线圈处于中性面时，通过线圈的磁通量最大但磁通量的变化率却为零，同时中性面又是交变电流方向的转折点．(2)交变电流的变化规律要从函数表达式与图象两方面结合起来理解．一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4πrad/s匀速转动，产生的交变电动势的图象如图14－1－3所示，则()A．交变电流的频率是4πHzB．当t＝0时，线圈平面与磁感线平行C．当t＝0.5s时，e有最大值D．交变电流的周期是0.5s[解析]由于线圈转动的角速度试题中已给出，所以线

6、圈的转动频率可以由公式直接求出，线圈的频率和交变电流的频率是相同的．ω＝4πrad/s，而ω＝2πf，故f＝2Hz，T＝＝0.5s．由图象可看出：t＝0时e＝0，线圈位于中性面，即线圈平面跟磁感线垂直．t＝0.5s时，ωt＝2π，e＝0.所以，应选D.[答案]D如图14－1－4所示，匀强磁场B＝0.1T，所用矩形线圈的匝数N＝100，边长ab＝0.2m，bc＝0.5m，以角速度ω＝100πrad/s绕OO′轴匀速转动．当线圈平面通过中性面时开始计时，试求：2．交变电流瞬时值、最大值、有效值和平均值的应用(1)线圈产生的感应电动势的峰值；(2)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；(3)由t＝0

7、至t＝过程中的平均电动势值．[解析](1)因线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动所以Em＝NBSω又S＝ab·bc所以Em＝NB·ab·bc·ω＝100×0.1×0.2×0.5×100πV＝314V(2)由于线圈平面通过中性面开始计时，所以交流电瞬时值表达式e＝EmsinωT＝314sin100πtV[答案](1)314V(2)314sin100πtV(3)200V(1)交变电流的瞬时值表达式是正弦函数，还是余弦函数，与计时起点有关，