高中物理人教版（2019）選擇性必修第二冊 第三章 交流電基礎(chǔ)知識

交變電流一輪復(fù)習(xí)基礎(chǔ)知識點資料一：交變電流：1.定義：大小和方向隨時間做的電流叫作交變電流,簡稱“交流”。2.圖像（如圖所示）圖所示的電流都屬于交變電流,圖所示的電流屬于恒定電流。二、正弦式交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律1.產(chǎn)生：如圖所示,在勻強(qiáng)磁場里,線圈繞方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時,可產(chǎn)生正弦式交變電流,簡稱正弦式電流。2.中性面及其特點（1）定義:與磁場方向的平面。（2）特點①線圈位于中性面時,穿過線圈的磁通量,磁通量的變化率為,感應(yīng)電動勢為。②線圈轉(zhuǎn)動一周,次經(jīng)過中性面,線圈每經(jīng)過中性面一次,電流的方向就改變一次。3.變化規(guī)律（線圈在中性面位置開始計時）（1）電動勢e隨時間變化的規(guī)律:e（2）電壓u隨時間變化的規(guī)律:u=（3）電流i隨時間變化的規(guī)律:i=其中ω是線圈轉(zhuǎn)動的角速度,Em=4.用圖像描述交變電流隨時間變化的規(guī)律,如果線圈從中性面位置開始計時,其圖像為曲線,如圖所示。Em僅由N、B、S、ω【正誤判斷】（1）交變電流的主要特征是電流的方向隨時間周期性變化。()（2）大小變化而方向不變的電流也叫交變電流。()（3）線圈經(jīng)過中性面時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大。()（4）在一個周期內(nèi),正弦式交變電流的方向改變兩次。()三、描述交變電流的物理量1.周期和頻率（1）周期T:交變電流完成一次周期性變化所需的，單位是秒s。表達(dá)式為T=2πω（2）頻率f:交變電流完成的次數(shù)與所用時間之比，單位是。表達(dá)式為f=ω2π（3）周期和頻率的關(guān)系：T=1f或2.峰值、有效值和平均值（1）峰值：交變電流或電壓所能達(dá)到的最大的值。（2）有效值：讓恒定電流和交變電流分別通過阻值相等的電阻，如果在交變電流的一個周期內(nèi)它們相等，就可以把這個恒定電流叫作這個交變電流的有效值。（3）正弦式交變電流的有效值與峰值之間的關(guān)系I=Im2，U=（4）交變電流的平均值:E=nΔΦΔt【正誤判斷】（1）最大值和有效值之間的2倍關(guān)系只適用于正弦式交變電流。()（2）交流電壓表及交流電流表的讀數(shù)均為峰值。()（3）交變電流的周期越長，頻率越大。()3.瞬時值表達(dá)式的書寫（1）確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖像讀出或由公式Em=NBSω、（2）明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式。①線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則i?t圖像為正弦函數(shù)圖像，函數(shù)表達(dá)式為i②線圈從垂直于中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則i?t圖像為余弦函數(shù)圖像，函數(shù)表達(dá)式為i考點二交變電流有效值的計算有效值的計算（1）計算有效值時要根據(jù)電流的熱效應(yīng)，抓住“三同”：“相同時間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”，列式求解。（2）分段計算電熱求和得出一個周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量。（3）利用兩個公式Q=I2Rt（4）若圖像部分是正弦（或余弦）式交變電流，其中的14周期（必須是從零至最大值或從最大值至零）和12周期部分可直接應(yīng)用正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系I=Im考點三交變電流“四值”的理解和應(yīng)用1.計算線圈某時刻的受力情況時，用交變電流的瞬時值。2.討論電容器的擊穿電壓時，用交變電流的最大值(峰值)。3.計算通過電路截面的電荷量時，用交變電流的平均值。平均值的表達(dá)式有：E=BLv，E=n4.在以下情況中，使用交變電流的有效值：（1）計算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量（如電功、電功率、電熱等）。（2）電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是有效值。（3）保險絲的熔斷電流為有效值。（4）電表的讀數(shù)為有效值。例1：在勻強(qiáng)磁場中，匝數(shù)N=100A.t=0.5B.t=1C.穿過每一匝線圈的最大磁通量為1×D.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/s例2：（多選）發(fā)電機(jī)的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以恒定角速度繞OO'軸轉(zhuǎn)動，阻值為R