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1、交变电流复习课交变电流复习课专题一交变电流的产生及其变化规律专题一交变电流的产生及其变化规律【知识要点知识要点】 一、交流电的四值及其应用一、交流电的四值及其应用(甲甲) 线圈经中性面时，电流将改变方向线圈经中性面时，电流将改变方向一次一次线圈线圈转转动动一周一周，电流方向改变，电流方向改变两次两次中性面中性面: : BS BSabab和和cdcd边都不边都不切割磁感线切割磁感线最大最大,E,E0,0,abab、dcdc边垂直边垂直切割磁感应线，切割磁感应线，I I最大最大, ,感应电流方向感应电流方向b b到到a aBSBS=0=0(乙乙)E Emaxmax=2BL=2BLabab=L=La
2、dad/ /2 2E Emaxmax= =BSBStt五五、交变电流的变化规律、交变电流的变化规律以以线线圈圈经经过过中中性性面面开开始始计计时时，在在时时刻刻t t线线圈圈中中的的感感应应电电动动势势（abab和和cdcd边切割磁感线边切割磁感线 ）令=NB S1、瞬时值：（从中性面计时）、瞬时值：（从中性面计时）一、交变电流的四值及其应用一、交变电流的四值及其应用应用：计算线圈某时刻的受力情况应用：计算线圈某时刻的受力情况2、最大值、最大值应用：电容器和晶体管的耐压值应用：电容器和晶体管的耐压值（1）、正弦交流电的有效值与最大值的关系是：）、正弦交流电的有效值与最大值的关系是：3、有效值、
3、有效值（2）、一般交流电有效值的求法）、一般交流电有效值的求法-分段求和分段求和 根据电流的热效应来规定，让交流与直流分根据电流的热效应来规定，让交流与直流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这们产生的热量相等，就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。个交流的有效值。A、计算电路中的、计算电路中的电功、电热、电功率电功、电热、电功率用有效值用有效值B、交流用电器的、交流用电器的额定电压额定电压和和额定电流额定电流及保险丝的熔断电流及保险丝的熔断电流指的是有效值；指的是有效值； C、交流电流表和交流电压表交
4、流电流表和交流电压表的读数是的读数是 有效值有效值D、对于交流电若、对于交流电若没有特殊说明没有特殊说明的均指的均指 有效值有效值应用应用4、平均值、平均值应用应用:计算通过某导体截面的计算通过某导体截面的电量电量例例3、如图表示一交流随时间变化的图像，、如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。求此交流的有效值。解析：解析： 练习练习4 4：通过某电阻的周期性交变电流的图象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如右。求该交流电的有效值I I【例例4】如图所示，线圈的面积是如图所示，线圈的面积是0.05，共有，共有100匝；匝；线圈电阻为线圈电阻为1，外接电阻外接电阻
5、R9，匀强磁场的磁感应匀强磁场的磁感应强度为强度为B1T，当线圈以当线圈以300r/min的转速匀速旋的转速匀速旋转时，求：转时，求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式；圈中感应电动势的瞬时表达式；解析：解析：(2)线圈转过线圈转过130s时电动势的瞬时值多大；时电动势的瞬时值多大；当当t130s时，电动势的瞬时值时，电动势的瞬时值(3)电路中电压表和电流表示数各是多少。电路中电压表和电流表示数各是多少。电动势的有效值为电动势的有效值为电流表的示数电流表的示数电压表的示数电压表的示数（4）线圈每转过一周，外力所做的功。）线圈每转
6、过一周，外力所做的功。 线圈转动一周外力做的功等于电路中线圈转动一周外力做的功等于电路中产生的电能产生的电能T2【例例5】如图所示，矩形线圈的匝数为如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为线圈面积为S，线圈内阻为线圈内阻为r，在磁感应强度为在磁感应强度为B的匀强磁场中绕的匀强磁场中绕OO轴以角速度轴以角速度匀速转动，外电路电阻为匀速转动，外电路电阻为R。在线圈在线圈由图示位置转过由图示位置转过90的过程中，求：的过程中，求：(1)通过电阻通过电阻R的电量的电量q；解析：解析： 在此过程中，穿过线圈磁通量变化在此过程中，穿过线圈磁通量变化所用时间所用时间产生的平均电动势为产生的平均电动势为平均电
7、流为平均电流为 通过通过R的电量的电量 （2）电阻）电阻R上产生的焦耳热上产生的焦耳热Q 在此过程中电阻在此过程中电阻R上的焦耳热为一个周期上的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的内产生焦耳热的14， 练习练习4边长为边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以的匀强磁场中，以OO为轴匀速转动，角速度为为轴匀速转动，角速度为，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R，求：求：(1)线圈从图示位置转过线圈从图示位置转过T4的过程中产生的热量的过程中产生的热量Q 解析：解析：(2)线圈从图示位置转过线圈从图示位置转过T4的过程中通过线圈某截
8、的过程中通过线圈某截面的电量面的电量q 解析：解析： 例例3、一线圈在匀强磁场中匀速转动，每分、一线圈在匀强磁场中匀速转动，每分钟转钟转240转，已知这线圈平面在转至跟磁场转，已知这线圈平面在转至跟磁场平行时的电动势是平行时的电动势是2V。求求:（1）写出电路中电流瞬时值的表达式。）写出电路中电流瞬时值的表达式。（2）这线圈平面从中性面开始，在）这线圈平面从中性面开始，在 s末的末的电动势是多大？电动势是多大？ （3）如果线圈电阻是）如果线圈电阻是0.5,负载电阻是负载电阻是1.5 ,则此刻电流是多少？则此刻电流是多少？E=2Sin8t (V) 1V 0.5A1. （2008年高考山东理综卷）
9、图年高考山东理综卷）图1、图、图2分别表示两种电压的波形，分别表示两种电压的波形，其中图其中图1所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是A.图图1表示交流电，图表示交流电，图2表示直流电表示直流电B.两种电压的有效值相等两种电压的有效值相等C.图图1所示电压的瞬时值表达式为所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100 VD.图图1所示电压经匝数比为所示电压经匝数比为10:1的变压器变压后，频率变为原来的的变压器变压后，频率变为原来的( )C课堂达标评价：例例9、 如图如图515所示，单匝面积为所示，单匝面积为S的矩形线圈，的矩形线圈，在磁感应强度为在磁
10、感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，角速度为向的轴匀速转动，角速度为，线圈自身电阻线圈自身电阻为为r，负载电阻为负载电阻为R线圈由图示位置转动线圈由图示位置转动90的过程中：的过程中：l1）线圈产生的平均电动势？）线圈产生的平均电动势？l2）通过电阻）通过电阻R上的电量上的电量 ？l3）电阻）电阻R上产生的焦耳热？上产生的焦耳热？l4）外力所做的功是多少？）外力所做的功是多少？例例9、 如图如图515所示，单匝面积为所示，单匝面积为S的矩形线圈，在磁感应强度的矩形线圈，在磁感应强度为为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，角速度为的匀强磁场中绕垂直磁
11、场方向的轴匀速转动，角速度为，线圈自身电阻为线圈自身电阻为r，负载电阻为负载电阻为R线圈由图示位置转动线圈由图示位置转动90的过的过程中：程中：l1）线圈产生的平均电动势？）线圈产生的平均电动势？l2）通过电阻）通过电阻R上的电量上的电量 ？解解1 ：线圈转过：线圈转过900过程的时间过程的时间平均电动势平均电动势解解2 ：通过电阻：通过电阻R上的电量上的电量例例9、 如图如图515所示，单匝面积为所示，单匝面积为S的矩形线圈，在磁感应强度的矩形线圈，在磁感应强度为为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，角速度为的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，角速度为，线圈自身电阻为线圈自身电阻为
12、r，负载电阻为负载电阻为R线圈由图示位置转动线圈由图示位置转动90的过的过程中：程中：l3）电阻）电阻R上产生的焦耳热？上产生的焦耳热？l4）外力所做的功是多少？）外力所做的功是多少？解解1 ：线圈产生的最大电动势：线圈产生的最大电动势则电流的有效值则电流的有效值电阻电阻R上产生的焦耳热上产生的焦耳热4 ：由功和能的关系，外力所：由功和能的关系，外力所做的功做的功如图所示，为一交流发电机构造示意图，矩形线圈如图所示，为一交流发电机构造示意图，矩形线圈 abcd，已知已知 ad =L1，ab=L2，匝数为，匝数为n，线圈绕，线圈绕OO轴在磁感应强轴在磁感应强度为度为B的匀强磁场中以角速度的匀强磁
13、场中以角速度匀速转动，线圈电阻为匀速转动，线圈电阻为r，外电路电阻为外电路电阻为R，求，求：(1)由图示位置转过由图示位置转过60角时的瞬时感角时的瞬时感应电动势（应电动势（2)转动过程中电压表的示数转动过程中电压表的示数(3)线圈每转一周，线圈每转一周，外力所做的功。外力所做的功。(不计一切摩擦不计一切摩擦)(4)1/6周期内通过周期内通过R的电荷的电荷量量adcbBRVOO典例导悟：典例导悟：边长为边长为 a 的的N 匝正方形线圈，在磁感应强匝正方形线圈，在磁感应强度为度为B 的匀强磁场中以角速度的匀强磁场中以角速度绕垂直于绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈的电阻为磁感线的轴匀速转动，线圈的电阻为 R 。 (1)求线圈从中性面开始转过求线圈从中性面开始转过90角的过程角的过程中产生的热量；中产生的热量； (2)求线圈从中性面开始转过求线圈从中性面开始转过90角的过程角的过程中，通过导线截面的电量中，通过导线截面的电量合作探究合作探究再见!
