《第一讲交变电流讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一讲交变电流讲义（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第一讲 交变电流（1）知识点一 交变电流的产生和描述1交变电流(1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。(2)图象：如图1011(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流。其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，如图1011(a)所示。图10112正弦式电流的产生和图象(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。(2)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置时开始计时，其图象为正弦曲线。如图1011(a)所示。3正弦式电流的函数表达式若n匝面积为S的线圈以角速度绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从中性面开始计时，其函数形式为enBSsin_t
2、，用EmnBS表示电动势最大值，则有eEmsin t。其电流大小为isin tImsin t。例1一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图1012甲所示，则下列说法正确的是()图1012At0时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻，的变化率最大Ct0.02 s时刻，交流电动势达到最大D该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示知识点二 描述正弦式交变电流的物流量有一个10匝的正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1 ，线框绕OO轴以10 rad/s的角速度匀速转动，如图1013所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T。则
3、正弦式电流电动势和电流的峰值和有效值分别为多少？图1013提示电动势的峰值EmnBS6.28 V。电动势的有效值E4.44 V。电流的峰值Im A6.28 A。电流的有效值为I4.44 A。记一记1周期和频率(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T。(2)频率(f)：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz)。(3)周期和频率的关系：T 或f。2有效值交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把I、U叫做这个交
4、流的有效值。正弦式电流的有效值跟最大值之间的关系是：E Em、I Im，U Um。试一试2.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图1014所示。此线圈与一个R10 的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是()图1014A交变电流的周期为0.125 sB交变电流的频率为8 HzC交变电流的有效值为 AD交变电流的最大值为4 A考点一 正弦式交变电流的变化规律1.正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)规律物理量函数图象磁通量mcos tBScos t电动势eEmsin tnBSsin t电压uUmsin t sin
5、t电流iImsin tsin t2两个特殊位置的特点(1)线圈平面与中性面重合时，SB，最大，0，e0，i0，电流方向将发生改变。(2)线圈平面与中性面垂直时，SB，0，最大，e最大，i最大，电流方向不改变。 交变电流瞬时值表达式求法：(1)先求电动势的最大值EmnBS；(2)求出角速度，；(3)明确从哪一位置开始计时，从而确定是正弦函数还是余弦函数；(4)写出瞬时值的表达式。考点二 交流电“四值”的理解与应用交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值 eEmsin t iImsin t计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值Em
6、nBSIm讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值EEm/ UUm/ IIm/(只适用于正弦式电流)(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等) (2)电气设备“铭牌”上所标的一般是指有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值BLn计算通过电路截面的电荷量例2 (2012河北衡水调研)如图1016所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，内阻为r，绕垂直磁感线的对称轴OO以角速度匀速转动，从图示位置转90的过程中，下列说法正确的是()图1016A通过电阻R的电量QB通过电阻R的电量Q
7、C外力做功平均功率PD从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为eNBSsin t巩固练习一选择题（共30小题）1（2016春荔湾区期末）图为电流i随时间t变化的图线，则其中不属于交变电流的是（）A B C D2（2016春铜陵校级期中）如图所示图象中不属于交流电的有（）A B C D3（2016春陕西校级期中）关于交变电流与直流电的说法中，不正确的是（）A如果电流大小做周期性变化，则不一定是交变电流B直流电的大小可以变化，但方向一定不变C交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化4（2016春宿迁期末）下列it图象属于正弦式交流电的是（）A
8、B C D5（2016春沭阳县期中）如图中，线圈都在匀强磁场中匀速转动，不能产生交变电流的是（） A B C D6（2015春东营校级期中）在下列几种电流的波形图中，表示交变电流的是（）A B C D7（2016大兴区一模）如图所示的空间存在一匀强磁场，其方向为垂直于纸面向里，磁场的右边界为MN，在MN右侧有一矩形金属线圈abcd，ab边与MN重合现使线圈以ab边为轴按图示方向匀速转动，将a、b两端连到示波器的输入端，若电流从a 到b为正，则从下图中示波器观察到的ab中电流随时间变化的规律是（） ABCD8（2016广西模拟）如图是一正弦式交变电流的电压图象从图象可知电压的最大值和周期分别为为
9、（） A10V，0.02 s B10V，0.02 s C10V，0.01 s D10V，0.01 s9 （2016北京）如图是一正弦式交变电流的电流i随时间t变化的图象由图可知，这个电流的（） A有效值为10A，频率为50HzB有效值为10A，频率为0.03HzC有效值为5A，频率为50HzD有效值为5A，频率为0.03Hz10（2016铜仁市模拟）先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化（如图甲所示）；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是（） A第一次，灯泡两端的电压有效值是B第二次，
10、灯泡两端的电压有效值是C第一、第二次，灯泡的电功率之比是2：9D第一、第二次，灯泡的电功率之比是1：511（2016龙岩模拟）用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载电阻供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图象如图所示，则（） A变压器输入功率约为1555WB交流电的频率为100HzC负载电阻阻值为11D负载电流的函数表达式i=10sin（100t）A12（2016铜仁市模拟）如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则（） A乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B乙图中c时刻对应甲图中的C图C若乙
11、图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变了50次D若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50Hz13（2016永州二模）一正弦式交变电流随时间变化的规律如图所示，由图可知（） A该交变电路的瞬时表达式为i=10sin（25t）AB该交变电流的频率为50HzC该交变电流的方向每秒钟改变50次D该交变电流通过阻值为2的电阻时，此电阻消耗的功率为200W14（2016无锡一模）一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图所示由图可知（） A该交流电的电流瞬时值的表达式为i=2sin（100t）AB该交流电的频率是50HzC该交流电的电流有效值为2AD若该交流电流通过R=10的电阻，则电阻消耗
12、的功率是20W15、（2016春张家口校级期中）如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的（） A周期是0.01 s B最大值是311 VC有效值是220 V D表达式为u=220sin 100t（V）16、如图表示，矩形线圈绕垂直于匀强磁场磁感线的固定轴O以角速度w逆时针匀速转动时，下列叙述中正确的是（） A若从图示位置计时，则线圈中的感应电动势e=EmsinwtB线圈每转1周交流电的方向改变1次C线圈的磁通量最大时感应电动势为零D线圈的磁通量最小时感应电动势为零17、将阻值为5的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示下列说法正确的是（） A电路中交变电流的频率为0.25 HzB通过电阻的电流为AC电阻消耗的电功率为2.5 WD用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V18、线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图可知（） A在A和C时刻线圈处于中性面位置B在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C在A时刻到D时刻线圈转过的角度为radD若从O时刻到D时刻经过0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次19、如图所示是一交变电流的it图象，则该交流电电流的有效值为（） A4A BA CA D
