交变电流的产生与描述(陈乐辉)

1、山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练第一节第一节交变电流的产生和描述交变电流的产生和描述山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练课堂互动讲练课堂互动讲练经典题型探究经典题型探究知能优化演练知能优化演练第第一一节节交交变变电电流流的的产产生生和和描描述述基础知识梳理基础知识梳理山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电

2、流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练基础知识梳理基础知识梳理一、交变电流的产生和变化规律一、交变电流的产生和变化规律1交变电流：交变电流：_和和_都随时间做周都随时间做周期性变化的电流叫交变电流期性变化的电流叫交变电流2正弦交变电流正弦交变电流(1)特点：随时间按正特点：随时间按正(余余)弦规律变化的交变电弦规律变化的交变电流流(2)产生：如图产生：如图1011所示，将线圈置于匀强所示，将线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁场中，并绕垂直于_的轴做匀速转动的轴做匀速转动大小大小方向方向磁感线磁感线第第10章交变电流章交变电流基基础础知知

3、识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练图图1011L1L2第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练(3)变化规律变化规律(

4、线圈在中性面位置开始计时线圈在中性面位置开始计时)电动势电动势(e)：e_电压电压(u)：u_电流电流(i)：i_(4)图象图象(如图如图1012)EmsintUmsintImsint图图1012山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练2峰值和有效值峰值和有效值(1)峰值：交变电流的峰值是它能达到的峰值：交变电流的峰值是它能达到的_(2)有效值：让交流与恒定电流分别通过大小有效值：让交流与恒定电流分别通过大小_的电阻，如果在交流的一个周期内它们产生的的电阻，如果在交流的

5、一个周期内它们产生的_相等，则这个恒定电流相等，则这个恒定电流I、恒定电压、恒定电压U就是就是这个交变电流的有效值这个交变电流的有效值最大值最大值相同相同热量热量山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练4相位：在正弦交变电流的公式相位：在正弦交变电流的公式UEmsin(t)中，中，t叫叫_，叫叫_，两支交，两支交流的相位之差叫做它们的流的相位之差叫做它们的_相位相位初相位初相位相位差相位差山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知

6、识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练课堂互动讲练课堂互动讲练一、正弦式电流的变化规律一、正弦式电流的变化规律1正弦式电流的变化规律正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开线圈在中性面位置开始计时始计时)山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练山东水浒书业有限公

7、司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练2.交变电流瞬时值表达式的书写基本思路交变电流瞬时值表达式的书写基本思路(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式由公式EmnBS求出相应峰值求出相应峰值(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式式

8、如：线圈从中性面开始转动，则如：线圈从中性面开始转动，则it图象为正图象为正弦函数图象，函数式为弦函数图象，函数式为iImsint.线圈从垂直中性面开始转动，则线圈从垂直中性面开始转动，则it图象为余图象为余弦函数图象，函数式为弦函数图象，函数式为iImcost.山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练特别提醒：特别提醒：在交变电流的产生过程中，要特别注在交变电流的产生过程中，要特别注意两个特殊位置的不同特点意两个特殊位置的不同特点(1)线圈平面与中性面重合时，线圈平面

9、与中性面重合时，SB，最大，最大，/t0，e0，i0，电流方向将发生改变，电流方向将发生改变(2)线圈平面与中性面垂直时，线圈平面与中性面垂直时，SB，0，/t最大，最大，e最大，最大，i最大，电流方向不改变最大，电流方向不改变第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1如图如图1013

10、所示，单匝矩形线圈在匀强磁所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线场中匀速转动，其转动轴线OO与磁感线垂与磁感线垂直已知匀强磁场的磁感应强度直已知匀强磁场的磁感应强度B1 T，线圈所，线圈所围面积围面积S0.1 m2，转速，转速12 r/min.若从中性面开始若从中性面开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为式应为()Ae12sin120t(V)Be24sin120t(V)Ce0.04sin0.4t(V)De0.4cos2t(V)山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典

11、题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练图图1013山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练二、对交变电流二、对交变电流“四值四值”的比较和理解的比较和理解1交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值的比较的比较山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公

12、司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练2.对交变电流有效值的理解对交变电流有效值的理解交变电流的有效值是根据电流的热效应交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电流通过电阻生

13、热电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算时，进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热要紧扣电流通过电阻生热(或热功率或热功率)进行计进行计算注意算注意“三同三同”：即：即“相同电阻相同电阻”，“相同时间相同时间”内内产生产生“相同热量相同热量”计算时计算时“相同时间相同时间”要取周期的要取周期的整数倍，一般取一个周期整数倍，一般取一个周期注意：注意：在交流电路中，电压表、电流表等电工仪在交流电路中，电压表、电流表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值在没有具体说表的示数均为交变电流的有效值在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流指明的情况下，所给出的交变电流的电压、

14、电流指的是有效值的是有效值山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2(2011年青岛模拟年青岛模拟)已知某电阻元件在正常

15、工作已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图时，通过它的电流按如图1014所示的规律变所示的规律变化今与这个电阻元件串联一个多用电表化今与这个电阻元件串联一个多用电表(已调至已调至交流电流挡交流电流挡)，则多用电表的读数为，则多用电表的读数为()图图1014山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回第第10章交变电流章交变电流基基础础知

16、知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回(2008年北京海淀期末年北京海淀期末)两个相同的白炽灯泡两个相同的白炽灯泡A1和和A2接到如右图所示的电路中，灯接到如右图所示的电路中，灯A1与电容器串与电容器串联，灯联，灯A2与电感线圈串联当与电感线圈串联当a、b间接电压最间接电压最大值

17、为大值为Um、频率为、频率为f的正弦交流电源时，两灯都的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同更换一个新的正弦交流电发光，且亮度相同更换一个新的正弦交流电源后，灯源后，灯A1的亮度低于灯的亮度低于灯A2的亮度新电源两的亮度新电源两极的电压最大值和频率可能是极的电压最大值和频率可能是()A最大值仍为最大值仍为Um，而频率大于，而频率大于fB最大值仍为最大值仍为Um，而频率小于，而频率小于fC最大值大于最大值大于Um，而频率仍为，而频率仍为fD最大值小于最大值小于Um，而频率仍为，而频率仍为f第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂

18、堂互互动动讲讲练练返回返回 【答案答案】B 【点评点评】上面求解是根据选项推导的，上面求解是根据选项推导的，也可由题干推导，灯也可由题干推导，灯A1变暗，容抗变大，变暗，容抗变大，故频率变小故频率变小山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练经典题型探究经典题型探究交流电的描述交流电的描述 (2010年高考广东理综卷年高考广东理综卷)如图如图1015是是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的电压的()A周期是周期是0.01

19、sB最大值是最大值是311 VC有效值是有效值是220 VD表达式为表达式为u220sin 100t(V)山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练【解析解析】由交变电流的图象知，周期是由交变电流的图象知，周期是0.02 s，A错误；最大值是错误；最大值是311 V，B正确；有效值是正确；有效值是220 V，C正确；瞬时值表达式为正确；瞬时值表达式为u311sin 100t(V)，D错误错误【答案答案】BC第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型

20、型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练返回返回山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练 (满分样板满分样板16分分)一个电阻为一个电阻为r、边长为、边长为L的正方形的正方形线圈线圈abcd共共N匝，线圈在磁感应强度为匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴垂直于磁感线的轴OO以如图以如图101

21、6所示的角速度所示的角速度匀匀速转动，外电路电阻为速转动，外电路电阻为R.交流电交流电“四值四值”的计算的计算(1)在图中标出此刻线圈感应电流的方向在图中标出此刻线圈感应电流的方向(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？大？(3)线圈平面与磁感线夹角为线圈平面与磁感线夹角为60时的感应电时的感应电动势为多大？动势为多大？(4)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？计，线圈转一周，柴油机做多少功？(5)从图示位置开始，线圈转过从图示位置开始，线圈转过60的过程中的过程中通过通过R的电量是多

22、少？的电量是多少？(6)图中电流表和电压表的示数各是多少？图中电流表和电压表的示数各是多少？山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练山东水浒书

23、业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练【答案答案】见解题样板见解题样板山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演练练课课堂堂互互动动讲讲练练 如图如图1017所示，交流发电机转子有所示，交流发电机转子有n匝匝线圈，每匝线圈所围面积为线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感，匀强磁场的磁感应强度为应强度为B，线圈匀速转动的角速度为，线圈匀速转动的角速度为，线圈的，线圈的电阻为电阻为r，外电路电阻为，外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置当线圈由图中实线位置匀速转动匀速转动90到达虚线位置过程中，试问：到达虚线位置过程中，试问：(1)通过通过R的电荷量的电荷量q为多少？为多少？(2)R上产生的电热上产生的电热QR为多少？为多少？(3)外力做的功外力做的功W为多少？为多少？交变电流的综合问题分析交变电流的综合问题分析山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 第第10章交变电流章交变电流基基础础知知识识梳梳理理经经典典题题型型探探究究知知能能优优化化演演