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1、交流电的基本概念和基本物理量 一基本知识点 . 交流电的产生和变化规律 （）交变电流： _随时间做周期性变化的电流 （）正余弦式交变电流 定义：按 _变化的交变电流叫做正余弦式交变电流 产生：将 _线圈置于 _磁场中，绕垂直于_的转轴 _转动，线圈中会产 生正余弦式交流电。只要闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈内就产生正弦式 交变电流，与线圈的形状_ （）中性面的特点 中性面是与磁场方向_的平面，是假想的一个参考面 线圈平面位于中性面时，穿过线圈的磁通量，磁通量的变化率为_，感应电动势为_，感应 电流为 _ 线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈的磁通量为_磁通量的变化率为_，感
2、应电动势为 _，感应电流为_ 线圈转动一周，_经过中性面，内部电流的方向改变_ . 描述交变电流的物理量 （）周期和频率 周期：交变电流完成一次_变化所需的时间，表征交流电变化的_，周期越大，交变电流 变化 _，频率越高，交流电变化_ 频率：交变电流在_内完成周期性变化的次数，单位是_ 角速度和周期频率转速的关系_ 我国生产和生活用电的周期是_，频率是 _，秒内电流方向改变_次 电压的有效值是_，最大值是 _ 例：图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，能产生正弦式交变电流的是（） 例：一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间变化 的图线
3、如图所示，则（） At1时刻通过线圈的磁通量为零 Bt2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 Ct3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D每当 e 变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大 例：如图所示是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压 的（） A该交流电的电压的有效值为100 V B该交流电的频率为25 Hz C该交流电压瞬时值的表达式为u100sin 25t V D若将该交流电压加在阻值为100 的电阻两端，则该电阻消耗的 功率为 50 W 例： 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的电动势e2202sin 100 t V ，那么 ( ) A该交变电流的频率是100 H
4、z B当 t 0 时，线圈平面恰好与中性面垂直 C当 t 1 200 s 时， e 有最大值 D该交变电流电动势的有效值为2202 V 二交变电流的“四值” . 瞬时值：从中性面开始计时瞬时电动势：e=_ 瞬时电流： i=_ 瞬时电 压： u=_ 从线圈平面与磁场平行开始计时瞬时电动势：e=_ 瞬时电流： i=_ 瞬 时电压： u=_ 特点：瞬时值每时每刻都在_ . 最大值： 电动势最大值表达式_电流最大值表达式_电压 最大值表达式_ 特点：最大值在一个周期内大小是_，只有在 _位置才出现 . 平均值：交变电流在一段时间或过程中的平均感应电动势的表达式_ 平均电流 _ 在这段时间内通过的电荷总
5、量_ 特点：只在计算一段时间或过程内的平均值中使用 . 有效值：（）正余弦式交流电的有效值与最大值的关系_ （）其余形式的交流电的有效值是根据_来确定的。需要根据在“三同法”，即在相 同的 _内通过 _的电阻产生_ 相同的热量来导出其有效值，把其中的 _数值定义为交流电的有值。 特点：在计算交变电流通过电阻产生的热量，电功率，各种表的示数时只能用有效值 交流电器铭牌一所标明的额定电压，额定电流，交流电表的读数都是有效值 保险丝通过的最大电流是交流电的_，电容器能承受的耐压值是交流电的_ 例： 有一个正方形线框的线圈匝数为10 匝，边长为20cm，线框总电阻为1，线框绕OO轴以 10rad/s的
6、角速度匀速转动，如图，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5T ，求： （1）该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？ （2）线框从图示位置转过60时，感应电动势的瞬时值是多大？ （3）写出感应电动势随时间变化的表达式。 例：交 流发电机的转子由B/ S 的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1 V，那么当线 圈转过 30时交流电压的瞬时值为_V 例：通过某电阻的周期性交变电流的图象如图，求该交流电 的有效值 例： 如图所示，（甲）和（乙）所示的电流最大值相 等的方波交流电流和正弦交流电流，则这两个电热器 的电功率之比Pa Pb= 例：如图所示，匀强磁场的
7、磁感应强度B=05T，边长 L=10cm的正方形线圈abcd 共 100 匝，线圈电阻 r 1，线圈绕垂直与磁感线的对称轴OO / 匀速转动， 角速度为 2 rads，外电路电阻R4，求： （1）转动过程中感应电动势的最大值 （2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60 0 时的即时感应电动势 （3）由图示位置转过60 0 角时的过程中产生的平均感应电动势 （4）交流电电表的示数 （5）转动一周外力做的功 （6） 6 1 周期内通过R的电量为多少？ 三交变电流的方向 例：处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向 平行于纸面并与ab垂直。在t=0时刻，线圈平面与
8、纸面重合（如图），线圈的cd边 离开纸面向外运动。若规定由abcda方向的感应电流为正，则能反映线圈 中感应电流I随时间t变化的图线是（） A B C D. 例 . 如图所示，虚线OO的左边存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，右边没有磁场，单匝矩形线圈 abcd的对称轴恰与磁场右边界重合，线圈平面与磁场垂直线圈沿图示方向绕OO轴匀速转动（即ab 边先向纸外、cd边先向纸里转动） ，规定沿abcd方向为感应电流的正方向，若从图示位置开始计时，下 列四个图像中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是（） 例：电阻R1、R2与交流电源按照图方式连接，R110 ， R220 . 合上开关S 后，通过电阻R2的正弦式交变电流i 随时间t变化的情况如图所示则( ) A通过R1的电流有效值是1.2 A BR1两端的电压有效值是6 V C通过R2的电流最大值是1.22 A DR2两端的电压最大值是62 V i/A 3 O t/s -6 0.2 0.3 0.5 0.6 I O t I O t I t O I t O a b c d B
