高中物理交变电流知识点归纳.doc

实用标准
交变电流
一．交流电：
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）、，频率为 50HZ，所以其电压即时值的表达式为 u=311sin314t V 。
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
n 2Bs
2nBs
T
，为峰值的 2/ π倍。而
2
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。
5．周期与频率：
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 ；每秒钟完成全变化的次数叫交流电的 频率 ．单位 1/ 秒为赫兹（ Hz）．
角速度、频率、周期的关系ω
2
=2 f=
T
五．交流电的相关计算
φm
o t
( 从中性面开始转动 )
a
( )
( 线圈平面跟磁感线平行
m
ε
时 )
o
t
( )b
图 5
2
1
文档
实用标准
1
在研究电容器的耐压值时只能用
峰值 ．
2
在研究交变电流做功、电功率及产生热量时，只能用
有效值 ．
3
在研究交变电流通过导体截面电量时，只能用
平均值 ．
4
在研究某一时刻线圈受到的电磁力矩时，只能用
瞬时值 ．
疑难辨析
交流电的电动势瞬时值和穿过线圈面积的磁通量的变化率成正比。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= T 时，磁通量为零，此刻变化率最大 （切线斜率最大） ，
4
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 =φ mcos ω t 和 e=ε
msin ωt 。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=0． 5T，边长 L=10cm 的正方形线圈
abcd 共 100 匝，线圈电
阻 r ＝ 1Ω，线圈绕垂直与磁感线的对称轴
/
2π rad ／s，外电路电阻 R＝4Ω，
OO匀速转动，角速度为ω＝
求：
1）转动过程中感应电动势的最大值．
2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过600 时的即时感应电动势．
3）由图示位置转过 600 角时的过程中产生的平均感应电动势．
4）交流电电表的示数．
5）转动一周外力做的功．
1
（ 6） 周期内通过 R的电量为多少？
6
解析 ：
ΔΦ =BSsin ωtω=2π /T= θ/ t
（
1）感应电动势的最大值，ε
2
＝ NBω S＝ 100× 0． 5× 0． 1 × 2πV=3． 14V
m
2）转过 600 时的瞬时感应电动势： e＝ε mcos600=3． 14×0． 5 V ＝1． 57 V
（ 3）通过 600 角过程中产生的平均感应电动势：
=NΔΦ / t=2 ． 6V
（ 4）电压表示数为外电路电压的有效值：
U=
3
14
4
R
· R＝
×
=1． 78 V
r
2
5
（ 5）转动一周所做的功等于电流产生的热量
m
） 2（ R 十 r ）· T＝ 0．99J
W ＝Q＝（
2
（ 6）
1
1
T＝
1
NBS
sin 60 0
周期内通过电阻 R 的电量 Q＝ I
·
T＝
T R
＝ 0． 0866 C
6
6
R 6
r / 6
【例 2】 交