物理交流电流第一讲交变的产生与描述

第一讲交变电流的产生与描述物理讲师詹奎一考点透视1.1高考要求主题内容要求交流电交变电流、交变电流的图像正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值ⅠⅠ二必备技能2.1交流电的产生过程abcd产生条件:闭合线圈在磁场中旋转,转动轴与磁场垂直.a(d)b(c)2.2交流电的“四值”瞬时值:最大值:有效值:“三同”如果交流电与直流电在相同时间内通过同一电阻产生相同的热量,则直流电的值为交流电的有效值.(含焦耳热、功的均为有效值,如功、功率、保险丝的熔断电流、交流电压表和电流表的数值)平均值:(从垂直中性面开始计时)(从中性面开始计时)(求电量q,)三考点突破3.1

考点:交流电的产生过程例1

如图所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T,转轴O1O2垂直于磁场方向,线圈电阻为2Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60º时的感应电流为1A.那么()abcdo1o23.1.1典题直击AC3.1.2能力提升3.1.3小试身手练习1

如图所示,单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中,线圈轴线OO′与磁场边界重合,线圈按图示方向匀速转动(ab向纸外,cd向纸内).若从图示位置开始计时,并规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向,则线圈内感应电流随时间变化的图象是(

)A3.2

考点:交流电“四值”3.2.1

典题直击例2

如图所示,N=50匝的矩形线圈abcd,ab边长l1=20cm,ad边长l2=25cm,放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n=3000r/min的转速匀速转动,线圈电阻r=1Ω,外电路电阻R=9Ω,t=0时,线圈平面与磁感线平行,ab边正转出纸外、cd边转入纸里.(4)从t=0起转过90º的过程中,Δt内流过R的电荷量(3)电动势的有效值,线圈匀速转动的周期

.线圈匀速转动一周,外力做功大小等于电功的大小,即解:(1)线圈感应电流方向为adcba.(2)线圈的角速度ω=2πn=100πrad/s.图示位置的感应电动势最大,其大小为Em=NBl1l2ω

代入数据得W=98.6J.代入数据得q=0.1C.3.2.2能力提升3.2.3小试身手练习2

如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45º的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界).则线框内产生的感应电流的有效值为()LO45ºB

解析:该闭合线圈在磁场中转动产生了交流电,在磁场中只有四分之一周期产生感应电流且大小不变由交流电的有效值可知练习3

一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示.由图可知(

)A.

该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100Vsin(25ts-1)B.

该交流电的频率为25HzC.

该交流电的电压的有效值为100VD.

若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率为50W解析:

由图象知,周期T=4×10－2s,频率f=1/T=25Hz,角频率ω=2πf=50πrad/s,交流电压的峰值为100V,有效值为U=50V,交流电的电压表达式为u=100Vsin(50πt