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1、精品word学习资料可编辑交变电流综合及经典题型一，沟通电的产生及变化规律基础学问（ 1）沟通电大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流；其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流， 正弦式电流产生于在匀强电场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，线圈每转动一周，感应电流的方向转变两次；（ 2）正弦沟通电的变化规律线框在匀强磁场中匀速转动1. 当从图 122 即中性面 位置开头在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：即e=msin t， i Imsin t t 是从该位置经 t 时间线框转过的角度；t 也是线速度 V 与磁感应强度B 的夹角；是线框
2、面与中性面的夹角2. 当从图位置开头计时：就： e=mcos t， i Imcos t t 是线框在时间 t 转过的角度； 是线框与磁感应强度 B 的夹角；此时 V ，B 间夹角为（ /2 一 t） 3对于单匝矩形线圈来说Em=2Blv =BS； 对于 n匝面积为 S 的线圈来说 Em=nBS；对于总电阻为 R的闭合电路来说 Im= EmR（ 3）几个物理量1. 中性面：如以下图的位置为中性面，对它进行以下说明：（ 1）此位置过线框的磁通量最多（ 2）此位置磁通量的变化率为零所以e= msin t=0， i Imsin t=0（ 3）此位置是电流方向发生变化的位置，具体对应图中的 t2 ，t4
3、 时刻， 因而沟通电完成一次全变化中线框两次过中性面，电流的方向转变两次，频率为50Hz 的沟通电每秒方向转变100 次2. 沟通电的最大值： m B S当为 N 匝时 m NB S（ 1）是匀速转动的角速度，其单位确定为弧度秒，nad/s（留意 rad 是 radian 的缩写， round/s 为每秒转数， 单词 round 是圆， 回合）（ 2）最大值对应的位置与中性面垂直，即线框面与磁感应强度B 在同始终线上（ 3）最大值对应图中的t1，t2 时刻，每周中显现两次3. 瞬时值 e= msin t， i Imsin t 代入时间即可求出 不过写瞬时值时， 不要遗忘写单位，如 m=2202
4、 V ， =100，就 e=2202 sin100 tV ，不行遗忘写伏，电流同样如此 4有效值：为了度量沟通电做功情形人们引入有效值，它是依据电流的热效应而定的就名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑是分别用沟通电， 直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，就直流电的值为沟通电的有效值（ 1）有效值跟最大值的关系m=2 U 有效， Im=2 I 有效（ 2）伏特表与安培表读数为有效值（ 3）用电器铭牌上标明的电压，电流值是指有效值 5周期与频率：沟通电完成一次全变化的时间为周期；每秒钟完成全变化的次数叫沟通电的频率单位1/秒为赫兹（ Hz）规律方法一，关于沟通电的变化规
5、律【例 1】如以下图，匀强磁场的磁感应强度B=0 5T ，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 R 4，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600 时的即时感应电动势（ 3）由图示位置转过600 角时的过程中产生的平均感应电动势（ 4）沟通电电表的示数（ 5）转动一周外力做的功名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑（ 6）1 周期内通过 R 的电量为多少？6名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑二，表征沟通电的物
6、理量【例 3 】. 沟通发电机的转子由B S 的位置开头匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V ，那么当线圈转过30时沟通电压的即时值为V；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑【例 4】 通过某电阻的周期性交变电流的图象如右；求该沟通电的有效值 I；i/A3O0.2 0.30.5 0.6t/s名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑-6第 2 页 共 13 页名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑三，最大值，平均值和有效值的应用1，正弦交变电流的电动势，电压和电流都有最大值，有效值，即时值和平均值的区分；以电动势为例：最大值用Em 表示，有效值用 E 表示，即时值
7、用 e 表示，平均值用 E 表示；它们的关系为： E=Em/2 ，e=Emsint；平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑求： En；切记 EtE1E22；特别要留意，有效值和平均值是不同的两个物理量，有名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑效值是对能的平均结果， 平均值是对时间的平均值；在一个周期内的前半个周期内感应电动势的平均值为最大值的2/倍，而一个周期内的平均感应电动势为零；2， 我们求沟通电做功时， 用有效值， 求通过某一电阻电量时确定要用电流的平均值沟通电， 在不同时间内平均感应电动势，平均电流不同考虑电容器的耐压值时就
8、要用最大值；3， 交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让沟通和直流通过相同阻值的电阻，假如它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这始终流的数值叫做这一沟通的有效值；只有正弦交变电流 的有效值才确定是最大值的2 /2 倍；通常所说的交变电流的电流，电压； 沟通电表的读数； 沟通电器的额定电压， 额定电流； 保险丝的熔断电流等都指有效值；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑（ 3）生活中用的市电电压为220V，其最大值为 220 2 V=311V（有时写为310V），频率名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑为50HZ，所以其电
9、压即时值的表达式为u=311sin314tV；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑【例 7】.沟通发电机转子有n 匝线圈， 每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B， 匀速转动的角速度为 ，线圈内电阻为 r ，外电路电阻为 R；当线圈由图中实线位置匀速转动 90到达虚线位置过程中， 求：通过 R 的电荷量 q 为多少？ R 上产生电热 QR 为多少？外力做的功W 为多少？2小型沟通发电机中，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，如以下图， 此线圈与一个R 10的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，以下说法正确选项A. 交变电流的周期为0.12
10、5B. 交变电流的频率为8Hz名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑C. 交变电流的有效值为2 A D交变电流的最大值为4A4. 如以下图， 矩形线圈边长为 ab=20cm ，ab=10cm ，匝数 N= 100 匝，磁场的磁感强度 B=0.01T ；当线圈以 50r/s 的转速从图示位置开头逆时针匀速转动，求：（1） 线圈中交变电动势瞬时值表达式；（2） 从线圈开头转起动，经0.01s 时感应电动势的瞬时值；5. 通过某电阻的周期性交变电流的图象如右；求该沟通电的有效值I ；名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑基础学问其次单元沟通电的图象，感抗与容抗名师归纳总结欢迎下载精品
11、word学习资料可编辑一， . 正弦沟通电的图像1. 任何物理规律的表达都可以有表达式和图像两种方法，沟通电的变化除用瞬时值表达式外，也可以用图像来进行表述.其主要结构是横轴为时间t 或角度，纵轴为感应电动势E，沟通电压 U 或沟通电流 I.正弦沟通电的电动势， 电流， 电压图像都是正弦(或余弦 )曲线； 交变电流的变化在图象上能很直观地表示出来，例如右图所示可以判定出产生这交变电流的线圈是垂直于中性面位置时开头计时的，表达式应为e = Emcos t，图象中 A，B ，C 时刻线圈的位置 A ，B 为中性面， C 为线圈平面平行于磁场方向；2. 在图像中可由纵轴读出沟通电的最大值，由横轴读出
12、沟通电的周期或线圈转过的角度 =t.3. 由于穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势随时间变化的函数关系是互余的，因此利用这个关系也可以争辩穿过线圈的磁通量等问题.二，电感和电容对沟通电的作用电阻对沟通电流和直流电流一样有阻碍作用，电流通过电阻时做功而产生热效应；电感对沟通电流有阻碍作用， 大小用感抗来表示， 感抗的大小与电感线圈及交变电流的频率有关； 电容对沟通电流有阻碍作用， 大小用容抗来表示， 容抗的大小与电容及交变电流的频率有关；1. 电感对交变电流的阻碍作用在沟通电路中， 电感线圈除本身的电阻对电流有阻碍作用以外，由于自感现象， 对电流起着阻碍作用； 假如线圈电阻很小， 可忽视不计， 那
13、么此时电感对交变电流阻碍作用的大小，名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑用感抗 (XL)来表示；由于交变电流大小和方向都在发生周期性变化，因而在通过电感线圈时， 线圈上匀产生自感电动势，自感电动势总是阻碍沟通电的变化；又由于自感电动势的大小与自感系数(L) 和电流的变化率有关， 所以自感系数的大小和交变电流频率的高低准备了感抗的大小；关系式为：XL =2 f L此式说明线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的作用就越大，感抗也就越大；自感系数很大的线圈有通直流，阻沟通的作用， 自感系数较小的线圈有通低频，阻高频的作用 .电感线圈又叫扼流圈，扼流圈有两种：一种是通直流，阻沟通的低频扼流圈；另一种是通低频，阻高频的高频扼流圈；2. 电容器对交变电流的阻碍作用直流电流是不能通过电容器的，但在电容器两端加上交变电压时，通过电容器的充放 电，即可实现电流“通过”电容器；这样，电容器对交变电流的阻碍作用就不是无限大了， 而是有确定的大小，用容抗(XC)来表示电容器阻碍电流作用的大小，容抗的大小与交变电流1名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料可编辑的频率和电容器的电容有关，关系式为：X C.2fC名师归纳总结欢迎下载精品word学习资料
