高中物理《交变电流》知识点总结.docx

:大小和方向都随时间作周期性变化的电流,叫做交变电流。其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流电。如图所示(b)、(c)、(e)所示电流都属于交流电,其中图(b)是正弦交流电。而(a)、(d)为直流,其中(a)为恒定电流。本章研究对象都是交流电。:矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。   俯视图电动势的产生:dda四条边都会切割磁感线产生感生电动势abcd边在任意时刻运动方向相同,电流方向相反,电动势会抵消;bcda边在任意时刻运动方向相反,电流方向相反,电动势会叠加            ③任意时刻t,线圈从中性面转过角度θ=ω·t   (线圈在中性面位置开始计时)函数图象磁通量Φ=Φmcosωt=BScosωt电动势e=Emsinωt=nBSωsinωt电压u=Umsinωt=sinωt电流i=Imsinωt=sinωtωt是从该位置经t时间线框转过的角度也是线速度V与磁感应强度B的夹角,同时还是线框面与中性面的夹角当从平行B位置开始计时:则:E=εmcosωt,I=Imcosωt此时V、B间夹角为(π/2一ωt).对于单匝矩形线圈来说Em=2Blv=BSω;对于n匝面积为S的线圈来说Em=nBSω。感应电动势的峰值仅由匝数N,线圈面积S,磁感强度B和角速度ω四个量决定。与轴的具体位置,线圈的形状及线圈是否闭合无关。:匀速旋转的线圈,位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。(t=0)(1)(2)此位置磁通量的变化率为零(斜率判断).无感应电动势。E=εmsinωt=0,I=Imsinωt=0(3)此位置是电流方向发生变化的位置,具体对应图中的t2,t4时刻,因而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面,电流的方向改变两次,:(1)ω是匀速转动的角速度,其单位一定为弧度/秒,(2)最大值对应的位置与中性面垂直,即线框面与磁感应强度B平行.(3)最大值对应图中的t1、t3时刻,=εmsinωt,I=,不要忘记写单位,:为了度量交流电做功情况人们引入有效值,,直流电通过相同阻值的电阻,在相同时间内产生的热量相同,则直流电的值为交流电的有效值.(1)正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε=I=U=。注意:非正弦(或余弦)交流无此关系,但可按有效值的定义进行推导。(2)。(3)用电器铭牌上标明的额定电压、额定电流值是指有效值.(4)保险丝的熔断电流指的是有效值例如生活中用的市电电压为220V,其最大值为220V=311V(有时写为310V),频率为50HZ,所以其电压即时值的表达式为u=311sin314tV。峰值、有效值、平均值在应用上的区别。峰值是交流变化中的某一瞬时值,对纯电阻电路来说,没有什么应用意义。若对含电容电路,在判断电容器是否会被击穿时,则需考虑交流的峰值是否超过电容器的耐压值。对正弦交流电,其正半周或负半周的平均电动势大小为,为峰值的2/π倍。而一周期内的平均感应电动势却为零。在计算交流通过电阻产生的热功率时,只能用有效值,而不能用平均值。在计算通过导体的电量时,只能用平均值,而不能用有效值。:表征交变电流变化快慢的物理量,交流电完成一次全变化的时间为周期;(Hz).角速度、频率、周期的关系ω=2f=      (从中性面开始转动)   (线圈平面跟磁感线平行时)      、电功率及产生热量时,,,。当线圈在匀强磁场中匀速转动时,线圈磁通量也是按正弦(或余弦)规律变化的。若从中性面开始计时,t=0时,磁通量最大,φ应为余弦函数,此刻变化率为零(切线斜率为零),t=时,磁通量为零,此刻变化率最大(切线斜率最大),因此从中性面开始计时,感应电动势的瞬时表达式是正弦函数,如图所示分别是φ=φcosωt和e=εsinωt。从图象中我们可以看到,φ和e其中一个取最大值的时候,另一个必定为0。一、关于交流电的变化规律【例1】如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=,边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝,