一轮复习 交变电流的产生和描述

方向的轴匀速转
动．
(3)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性 面位置开始计时，其图象为正弦曲线．如图(e)、(f)所示．
正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值 Ⅰ
【思维驱动】 一个单匝矩形线框的面积为 S，在磁感应强度为 B 的匀强 磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为 n 转/秒，则 A．线框交变电动势的最大值为 nπBS B．线框交变电动势的有效值为 2nπBS 1 C．从开始转动经过 周期，线框中的平均感应电动势为 4 2nBS D．感应电动势瞬时值为 e＝2nπBSsin 2nπt (
第1讲 交变电流的产生和描述
交变电流、交变电流的图象 Ⅰ(考纲要求)
【思维驱动】 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的
是
(
)．
A．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 B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈在中性面位置时，磁通量最大，磁通量的变化率为零
E ＝BLv 平均值
－
－
ΔΦ E ＝n Δt I ＝ E /(R＋r)
计算通过电 路截面的电 荷量
阅卷教师叮咛 易失分点 1 只考虑交流电的产生与规律而忽视了交流电路的结构． 2 不知道计算与热效应有关的物理量时应用有效值． 2 3 错误地认为凡是交流电其电压有效值都可以用 U＝ 2 Um 计算． 应对策略
BD
)．
1．周期和频率 (1)周期(T)：交变电流完成 一次周期性 变化(线圈转一周) 2π 所需的时间，单位是秒(s)，公式 T＝ ω . (2)频率(f)： 交变电流在 1 s 内完成周期性变化的 次数 ． 单 位是赫兹(Hz)． 1 1 (3)周期和频率的关系：T＝ f 或 f＝ T .
2．正弦式交变电流的函数表达式 (线圈在中性面位置开始计 时) (1)电动势e随时间变化的规律：e＝ Emsin ωt .
(2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝ Umsin ωt . (3)电流i随时间变化的规律：i＝ Imsin ωt .其中ω等于线
圈转动的 角速度 ，Em＝ nBSω .
3．交变电流的瞬时值、峰值、有效值 (1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数． (2)峰值：交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的 值，也叫最大值． (3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做 交变电流的有效值．对正弦交流电，其有效值和峰值的关系 Em Um Im 为： E＝ ，U＝ ，I＝ . 2 2 2
D．线圈在与中性面垂直的位置时，磁通量为零，感应电动势
最大 答案 CD
【知识存盘】 1．交变电流 (1)定义： 大小 和 方向 都随时间做周期性变化的电流． (2) 图象 ：如图 (a) 、 (b) 、 (c) 、 (d) 所示都属于交变电流．其中
按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电，如图(a)所示．
解答交流电问题应注意交流电的“四值” 在解答交流电问题时，除要注意电路结构外，还要： (1)掌握交变电流的瞬时值表达式，理解交变电流图象的物理 意义．
(2)区分交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值.
Em与转轴的所在位置和
讨论电容器的击穿电压
线圈形状无关
(1) 计算与电流的热效应有关 对正(余)弦交流电 有效值 有：E＝Em/ 2 U＝Um/ 2 I＝Im/ 2 的量(如电功、 电功率、 电热等) (2)电气设备“铭牌”上所标 的一般是有效值 (3)保险丝的熔断电流为有效 值 (4)电表的读数为有效值
交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，所
以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或
热功率)进行计算．
2．对交变电流的“四值”的比较和理解
物 理 物理意义 适用情况及说明
量
瞬 e＝Emsin ωt
时
值
u＝Umsin ωt
i＝Imsin ωt
计算线圈某时刻的受力情况
峰
值
(最 大 值)
Em＝nBSω Im＝Em/(R＋r)
2．正弦交流电的产生和图象 (1)中性面 ①中性面：与磁场方向垂直的平面． ②中性面与峰值面的比较 中性面 含义 磁通量 线圈平面与磁场方向 峰值面 线圈平面与磁场方向
垂直
最大(BS)
平行
零
磁通量的变化率
感应电动势
0
0
最大
最大(n变
(2)产生：在匀强磁场里，线圈绕 垂直于磁场