第五章交變電流復(fù)習(xí)

1、交變電流復(fù)習(xí)課交變電流復(fù)習(xí)課專(zhuān)題一交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律專(zhuān)題一交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律【知識(shí)要點(diǎn)知識(shí)要點(diǎn)】 一、交流電的四值及其應(yīng)用一、交流電的四值及其應(yīng)用(甲甲) 線(xiàn)圈經(jīng)中性面時(shí)，電流將改變方向線(xiàn)圈經(jīng)中性面時(shí)，電流將改變方向一次一次線(xiàn)圈線(xiàn)圈轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)一周一周，電流方向改變，電流方向改變兩次兩次中性面中性面: : BS BSabab和和cdcd邊都不邊都不切割磁感線(xiàn)切割磁感線(xiàn)最大最大,E,E0,0,0tabab、dcdc邊垂直邊垂直切割磁感應(yīng)線(xiàn)，切割磁感應(yīng)線(xiàn)，I I最大最大, ,感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流方向b b到到a aBSBS=0=0t最大(乙乙)E Emaxmax=2BL=2BLabab

2、=L=Ladad/ /2 2E Emaxmax=BS=BStttnBSesintEmsintREimsintImsintUumsin五五、交變電流的變化規(guī)律、交變電流的變化規(guī)律以線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，以線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻在時(shí)刻t t線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（abab和和cdcd邊切割磁感線(xiàn)邊切割磁感線(xiàn) ）2LNBEm令=NB S1、瞬時(shí)值：（從中性面計(jì)時(shí)）、瞬時(shí)值：（從中性面計(jì)時(shí)）tEemsin一、交變電流的四值及其應(yīng)用一、交變電流的四值及其應(yīng)用應(yīng)用：計(jì)算線(xiàn)圈某時(shí)刻的受力情況應(yīng)用：計(jì)算線(xiàn)圈某時(shí)刻的受力情況tIimsintUumsin2、最大值、最大值rRIrRRUnB

3、Smmmmm應(yīng)用：電容器和晶體管的耐壓值應(yīng)用：電容器和晶體管的耐壓值.2;2;2mmmIIUU（1）、正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系是：）、正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系是：3、有效值、有效值（2）、一般交流電有效值的求法）、一般交流電有效值的求法-2221212RtIRtIRTIQ分段求和分段求和 根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定，讓交流與直流分根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定，讓交流與直流分別通過(guò)相同的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它別通過(guò)相同的電阻，如果在交流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，就把這個(gè)直流的數(shù)值叫做這們產(chǎn)生的熱量相等，就把這個(gè)直流的數(shù)值叫做這個(gè)交流的有效值。個(gè)交流的有效值。A、計(jì)算電路中的、

4、計(jì)算電路中的電功、電熱、電功率電功、電熱、電功率用有效值用有效值B、交流用電器的、交流用電器的額定電壓額定電壓和和額定電流額定電流及保險(xiǎn)絲的熔斷電流及保險(xiǎn)絲的熔斷電流指的是有效值；指的是有效值； C、交流電流表和交流電壓表交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是的讀數(shù)是 有效值有效值D、對(duì)于交流電若、對(duì)于交流電若沒(méi)有特殊說(shuō)明沒(méi)有特殊說(shuō)明的均指的均指 有效值有效值應(yīng)用應(yīng)用4、平均值、平均值ENt應(yīng)用應(yīng)用:計(jì)算通過(guò)某導(dǎo)體截面的計(jì)算通過(guò)某導(dǎo)體截面的電量電量總總總RNtRtNtREt Iq例例3、如圖表示一交流隨時(shí)間變化的圖像，、如圖表示一交流隨時(shí)間變化的圖像，求此交流的有效值。求此交流的有效值。to12342

5、4iAs圖15 32221222TTI RTI RI R2222141()()2222I5IA 解析：解析： 練習(xí)練習(xí)4 4：通過(guò)某電阻的周期性交變電流的圖象通過(guò)某電阻的周期性交變電流的圖象如右。求該交流電的有效值如右。求該交流電的有效值I I【例例4】如圖所示，線(xiàn)圈的面積是如圖所示，線(xiàn)圈的面積是0.05，共有，共有100匝；匝；線(xiàn)圈電阻為線(xiàn)圈電阻為1，外接電阻，外接電阻R9，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)度為B1T，當(dāng)線(xiàn)圈以，當(dāng)線(xiàn)圈以300r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，求：轉(zhuǎn)時(shí)，求：(1)若從線(xiàn)圈處于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出線(xiàn)若從線(xiàn)圈處于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

6、的瞬時(shí)表達(dá)式；圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式；解析：解析：sin2sin(2)meEtNBSnn05 2sin(2)6060t50sin(10) t V(2)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)130s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值多大；時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值多大；當(dāng)當(dāng)t130s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值150sin(10)43.330eV(3)電路中電壓表和電流表示數(shù)各是多少。電路中電壓表和電流表示數(shù)各是多少。電動(dòng)勢(shì)的有效值為電動(dòng)勢(shì)的有效值為電流表的示數(shù)電流表的示數(shù)電壓表的示數(shù)電壓表的示數(shù)5035.422mEEV35.43.5491EIARr3.94 931.86UIRV （4）線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)過(guò)一周，外力

7、所做的功。）線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)過(guò)一周，外力所做的功。 線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周外力做的功等于電路中線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周外力做的功等于電路中產(chǎn)生的電能產(chǎn)生的電能T22EWP TTRr【例例5】如圖所示，矩形線(xiàn)圈的匝數(shù)為如圖所示，矩形線(xiàn)圈的匝數(shù)為n，線(xiàn)圈面積為，線(xiàn)圈面積為S，線(xiàn)圈內(nèi)阻為，線(xiàn)圈內(nèi)阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO軸以角速度軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R。在線(xiàn)圈。在線(xiàn)圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，求：的過(guò)程中，求：(1)通過(guò)電阻通過(guò)電阻R的電量的電量q；解析：解析： 在此過(guò)程中，穿過(guò)線(xiàn)圈磁通量變化在此過(guò)程中，穿過(guò)線(xiàn)圈磁通量變化BS所用時(shí)間

8、所用時(shí)間42Tt 產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)為產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)為2()EnBSIRrRr2EnnB St平均電流為平均電流為 通過(guò)通過(guò)R的電量的電量 nBSqItRr（2）電阻）電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱上產(chǎn)生的焦耳熱Q 在此過(guò)程中電阻在此過(guò)程中電阻R上的焦耳熱為一個(gè)周期上的焦耳熱為一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱的內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱的14， 221122()44nB SQI RTRRr22()()R nBSRr練習(xí)練習(xí)4邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為a的單匝正方形線(xiàn)圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的單匝正方形線(xiàn)圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以O(shè)O為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為，轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，線(xiàn)圈電阻為轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向垂直，

9、線(xiàn)圈電阻為R，求：，求：(1)線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)T4的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q 解析：解析：2mEB a222mIB aIR42Tt22242242B aBaQI RtRRR(2)線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)T4的過(guò)程中通過(guò)線(xiàn)圈某截的過(guò)程中通過(guò)線(xiàn)圈某截面的電量面的電量q 解析：解析：2222BaBaEt22EBaIRR2222BaBaqItRR 例例3、一線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每分、一線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每分鐘轉(zhuǎn)鐘轉(zhuǎn)240轉(zhuǎn)，已知這線(xiàn)圈平面在轉(zhuǎn)至跟磁場(chǎng)轉(zhuǎn)，已知這線(xiàn)圈平面在轉(zhuǎn)至跟磁場(chǎng)平行時(shí)的電動(dòng)勢(shì)是平行時(shí)的電動(dòng)勢(shì)是2V。求。求:（1）寫(xiě)出電路中電流

10、瞬時(shí)值的表達(dá)式。）寫(xiě)出電路中電流瞬時(shí)值的表達(dá)式。（2）這線(xiàn)圈平面從中性面開(kāi)始，在）這線(xiàn)圈平面從中性面開(kāi)始，在 s末的末的電動(dòng)勢(shì)是多大？電動(dòng)勢(shì)是多大？ （3）如果線(xiàn)圈電阻是）如果線(xiàn)圈電阻是0.5,負(fù)載電阻是負(fù)載電阻是1.5 ,則此刻電流是多少？則此刻電流是多少？481E=2Sin8t (V) 1V 0.5A1. （2008年高考山東理綜卷）圖年高考山東理綜卷）圖1、圖、圖2分別表示兩種電壓的波形，分別表示兩種電壓的波形，其中圖其中圖1所示電壓按正弦規(guī)律變化。下列說(shuō)法正確的是所示電壓按正弦規(guī)律變化。下列說(shuō)法正確的是A.圖圖1表示交流電，圖表示交流電，圖2表示直流電表示直流電B.兩種電壓的有效值相等

11、兩種電壓的有效值相等C.圖圖1所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=311sin100 VD.圖圖1所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為10:1的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉?lái)的的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉?lái)的( )C課堂達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)：例例9、 如圖如圖515所示，單匝面積為所示，單匝面積為S的矩形線(xiàn)的矩形線(xiàn)圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為，線(xiàn)圈自身，線(xiàn)圈自身電阻為電阻為r，負(fù)載電阻為，負(fù)載電阻為R線(xiàn)圈由圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)線(xiàn)圈由圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)90的過(guò)程中：的過(guò)程中：l1）線(xiàn)圈產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)？）線(xiàn)

12、圈產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)？l2）通過(guò)電阻）通過(guò)電阻R上的電量上的電量 ？l3）電阻）電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱？上產(chǎn)生的焦耳熱？l4）外力所做的功是多少？）外力所做的功是多少？例例9、 如圖如圖515所示，單匝面積為所示，單匝面積為S的矩形線(xiàn)圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度的矩形線(xiàn)圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為，線(xiàn)圈自身電阻為線(xiàn)圈自身電阻為r，負(fù)載電阻為，負(fù)載電阻為R線(xiàn)圈由圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)線(xiàn)圈由圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)90的的過(guò)程中：過(guò)程中：l 1）線(xiàn)圈產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)？）線(xiàn)圈產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)？l 2）通過(guò)電阻）通過(guò)電阻R上的電量上的電量 ？解解1

13、：線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)：線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)900過(guò)程的時(shí)間過(guò)程的時(shí)間2t平均電動(dòng)勢(shì)平均電動(dòng)勢(shì)tBS2解解2 ：通過(guò)電阻：通過(guò)電阻R上的電量上的電量tIqtrRrRBS例例9、 如圖如圖515所示，單匝面積為所示，單匝面積為S的矩形線(xiàn)圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度的矩形線(xiàn)圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為，線(xiàn)圈自身電阻為線(xiàn)圈自身電阻為r，負(fù)載電阻為，負(fù)載電阻為R線(xiàn)圈由圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)線(xiàn)圈由圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)90的的過(guò)程中：過(guò)程中：l 3）電阻）電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱？上產(chǎn)生的焦耳熱？l 4）外力所做的功是多少？）外力所做的功是多少？解解1 ：線(xiàn)圈產(chǎn)生的最大電動(dòng)

14、勢(shì)：線(xiàn)圈產(chǎn)生的最大電動(dòng)勢(shì)BSm則電流的有效值則電流的有效值2mII )2rRBS（電阻電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱上產(chǎn)生的焦耳熱t(yī)RIQ2222)(4rRRSB4 ：由功和能的關(guān)系，外力所：由功和能的關(guān)系，外力所做的功做的功trRIQ)(2)(422rRSB如圖所示，為一交流發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，矩形線(xiàn)圈如圖所示，為一交流發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，矩形線(xiàn)圈 abcd，已知已知 ad =L1，ab=L2，匝數(shù)為，匝數(shù)為n，線(xiàn)圈繞，線(xiàn)圈繞OO軸在磁感應(yīng)強(qiáng)軸在磁感應(yīng)強(qiáng)度為度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈電阻為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈電阻為r，外電路電阻為外電路電阻為R，求，求：(1)由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60角時(shí)的瞬時(shí)感角時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（2)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電壓表的示數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電壓表的示數(shù)(3)線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)一周，線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)一周，外力所做的功。外力所做的功。(不計(jì)一切摩擦不計(jì)一切摩擦)(4)1/6周期內(nèi)通過(guò)周期內(nèi)通過(guò)R的電荷的電荷量量adcbBRVOO2121) 1 (LnBL)(2)2(21rRRLnBL)()3(222122rRLLBn)(2)4(21rRLBL典例導(dǎo)悟：典例導(dǎo)悟：邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為 a 的的N 匝正方形