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1、交变电流复习课交变电流复习课石家庄市石家庄市16中中 仵金良仵金良交变电流交流电定义：交流电分类：交流电的产生：表征交流电的物理量：电感.电容对交流电的作用：理想变压器：远距离输电：大小和方向作周期性变化的电流正弦交流电。方波交流电。尖脉冲交流电。线框在磁场中匀速转动一：交流电的产生：1.正弦交流电的产生：当闭合线圈由中性面位置（图中当闭合线圈由中性面位置（图中OO1 1OO2 2位置）位置）开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生开始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：的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：e e= =E Emmsinsintt，其中其中
2、E Emm= =nBSnBS。这就是正弦这就是正弦交变电流交变电流若从垂直于中性面位置开始计时，即为余弦若从垂直于中性面位置开始计时，即为余弦交流电交流电2.方波交流电的产生：线框在辐射状的磁场中匀速转动，即可产生方波交流电。1交流发电机的线圈转到线圈平面与中交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法正确的是性面重合时，下列说法正确的是 A电流将改变方向电流将改变方向B磁场方向和线圈平面平行磁场方向和线圈平面平行C线圈的磁通量最大线圈的磁通量最大D线圈产生的感应电动势最大线圈产生的感应电动势最大A A、CC 2.2.一个矩形线圈一个矩形线圈abcdabcd，已知已知abab为为L L
3、1 1，adad为为L L2 2，在在磁感应强度为磁感应强度为B B的匀强磁场中绕的匀强磁场中绕OOOO轴以角速度轴以角速度( (从图从图18181 1中位置开始中位置开始) )匀速转动，则线圈中感应电匀速转动，则线圈中感应电动势的大小为：动势的大小为：CCBLBL1 1L L2 2sintsintD DBLBL1 1L L2 2costcostC 3 3关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法正确的是电流，以下说法正确的是 A A线圈平面每经过中性面一次，感应电流线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变方向就改变一次，感应
4、电动势方向不变B B线圈每转动一周，感应电流方向就改变线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次一次CC线圈平面经过中性面一次，感应电动势线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次和感应电流的方向都要改变一次D D线圈转动一周，感应电动势和感应电流线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次方向都要改变一次C 4 4线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流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，从图的图象如图所示，从图18182 2可知：可知：A A在在A A和和CC时刻线圈处于中性面位置时刻线圈处于中性面位置B B在在B B和和D D时刻穿过线圈的磁通量为零
5、时刻穿过线圈的磁通量为零CC在在A A时刻到时刻到D D时刻线圈转过的角度为时刻线圈转过的角度为radradD D若从若从OO时刻到时刻到D D时刻经过时刻经过0.020.02s s，则在则在1 1s s内交变电流的方向改变内交变电流的方向改变100100次次D 5.5.一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀为为E Emm，下列说法正确的是下列说法正确的是 A A当磁通量为零时，感应电动势也为零当磁通量为零时，感应电动势也为零B B当磁通量减小时，感应电动势在增大当磁通量减小时，感应电动势在增大B、D 时等于其最大值的时等于其最大值
6、的0.50.5倍倍6 6如图如图18183 3中的中的100100匝矩形线圈，匝矩形线圈，ababcdcd0.2 m0.2 m，adadbcbc0.1m0.1m，磁感强度磁感强度B B1T1T，角角速度速度5rad/s5rad/s，则线圈中产生的感应电动势最则线圈中产生的感应电动势最大值为大值为_V V，从中性面开始转动的交流电从中性面开始转动的交流电动势瞬时值为动势瞬时值为e e_ V_ V 10 10sin5t 7.107.10匝线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电动势匝线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电动势e e 从中性面开始转动从中性面开始转动180180过程中，感应电动势的平均过程中，
7、感应电动势的平均值和最大值值和最大值 8.8.发电机产生的正弦交变电流电动势的最大值发电机产生的正弦交变电流电动势的最大值为为311311V V，其线圈共其线圈共100100匝，在匀强磁场中匀速匝，在匀强磁场中匀速转动的角速度为转动的角速度为100100(rad/s)(rad/s)从中性面开始从中性面开始计时，写出电动势的表达式；计时，写出电动势的表达式；此线圈与外电此线圈与外电路组成闭合电路时，总电阻路组成闭合电路时，总电阻100100 ，求求t t1/600 1/600 s s时的电流；时的电流；求线圈中磁通量变化率的最大值求线圈中磁通量变化率的最大值 1.1.交变电流的有效值交变电流的有
8、效值交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。一交流的有效值。只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的/2/2倍。倍。通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指有效值。
9、（电容器的耐压值是交流的最断电流等都指有效值。（电容器的耐压值是交流的最大值。）大值。）二二. .正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值值正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别。以电动势为例：最有效值、瞬时值和平均值的区别。以电动势为例：最大值用大值用E Emm表示，有效值用表示，有效值用E E表示，瞬时值用表示，瞬时值用e e表示，平表示，平均值用均值用 表示。它们的关系为：表示。它们的关系为：E E= =E Emm/ /，e e= =E Emmsinsintt。平均
10、值不常用，必要时要用法拉第电磁平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：感应定律直接求：特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，千特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，千万不可混淆。万不可混淆。生活中用的市电电压为生活中用的市电电压为220220V V，其最大值为其最大值为220220V=311VV=311V（有时写为有时写为310310V V），），频率为频率为5050H HZ Z，所以其电所以其电压即时值的表达式为压即时值的表达式为u=311sin314t Vu=311sin314t V。 1 1四个接四个接220220V V交流电的用电器，通电时间交流电的用电器，通
11、电时间相同，则消耗电能最多的是相同，则消耗电能最多的是 A A正常发光的额定功率为正常发光的额定功率为100100WW的灯泡的灯泡B B电流最大值的电流最大值的0.60.6A A的电熨斗的电熨斗CC每秒发热每秒发热4040calcal的电热器的电热器D D额定电流额定电流I I0.5A0.5A的电烙铁的电烙铁C 2 2下列说法正确的是下列说法正确的是 A A用交流电压表测量交流电压时，指针来回摆动用交流电压表测量交流电压时，指针来回摆动B B一周期内交流的方向改变两次一周期内交流的方向改变两次CC如果交流的最大值是如果交流的最大值是5 5A A，则最小值为则最小值为5 5A AD D用电器上所
12、标电压值是交流的有效值用电器上所标电压值是交流的有效值B、D 3.3.一个电阻接在一个电阻接在1010V V的直流电源上，它的发热功的直流电源上，它的发热功率为率为P P，当它接到电压为当它接到电压为u u10sin100t V10sin100t V的交变电的交变电源上，发热功率是源上，发热功率是 A A0.25P0.25PB B0.5P0.5PCCP PD D2P2P解答：通直流电时解答：通直流电时P PU U直直2 2/ /R R100/R100/R；所以所以PPP/2P/2故应选故应选B B项项4.4.图图18181111中两交变电流分别通过相同电阻中两交变电流分别通过相同电阻R R分别
13、写出它们的有效值、周期、频率；分别写出它们的有效值、周期、频率；计计算它们在算它们在R R上产生的功率之比上产生的功率之比0.40.4s s，频率频率f f1 12.5Hz2.5Hz；图乙为方波交流电，电流的图乙为方波交流电，电流的大小不变，方向作周期性变化，由于热效应与电流方大小不变，方向作周期性变化，由于热效应与电流方向无关，因而它的有效值向无关，因而它的有效值I I2 25A5A，周期周期T T2 20.4s0.4s，频频率率f f2 22.5Hz2.5Hz 由公式由公式P PI I2 2R R得得P P甲甲P P乙乙12125.5.下列说法正确的是下列说法正确的是 A A在一个周期内电
14、流的方向改变两次在一个周期内电流的方向改变两次CC若正弦交流电的最大值为若正弦交流电的最大值为1010V V，则它的最小值则它的最小值为为1010V VD D演示交流电随时间变化规律时，应采用交流电演示交流电随时间变化规律时，应采用交流电流表流表A点拨：线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次；点拨：线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次；只有正弦交流只有正弦交流表的偏向、偏角大小随电流方向、大小发生变化表的偏向、偏角大小随电流方向、大小发生变化 6.6.交流发电机的转子由交流发电机的转子由BSBS的位置开始匀速转的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为动，与它并联的电压表的示数为14.11
15、4.1V V，那么当那么当线圈转过线圈转过3030时交流电压的瞬时值为时交流电压的瞬时值为V V。 解：电压表的示数为交流电压的有效值，由此解：电压表的示数为交流电压的有效值，由此可知最大值为可知最大值为U Umm= =U U=20V=20V。而转过而转过3030时刻时刻的瞬时值为的瞬时值为u u= =U Ummcos30=17.3Vcos30=17.3V。7.7.通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值求该交流电的有效值I I。解：该交流周期为解：该交流周期为T T=0.3s=0.3s，前前t t1 1=0.2s=0.2s为恒定为恒定电流
16、电流I I1 1=3A=3A，后后t t2 2=0.1s=0.1s为恒定电流为恒定电流I I2 2= -6A= -6A，因因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为有效值的定义，设有效值为I I，根据定义有：根据定义有： I I 2 2RTRT= =I I1 12 2RtRt1 1+ + I I2 22 2RtRt2 2 带入数据计算得：带入数据计算得：I I=3=3 A A 36i/A0t/s0.2 0.30.5 0.68.8.下图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在下图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置交变电源上，通过装置P P使加在电热丝上的电压的波形使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数如右图所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为为 A.110V B.156V C.220V D.311VA.110V B.156V C.220V D.311V解：从解：从u u- -t t图象看出，每个周期的前半周期是正弦图图象看出，每个周期的前半周期是正弦图
