（通用）高中物理 第2章 交變電流與發(fā)電機(jī)章末課件 滬科選修3-2

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1、章末總結(jié)第2章交變電流與發(fā)電機(jī)內(nèi)容索引網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建題型探究重點(diǎn)難點(diǎn) 各個(gè)擊破達(dá)標(biāo)檢測(cè)當(dāng)堂檢測(cè) 鞏固反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建交變電流定義：大小和方向都隨時(shí)間做周期變化的電流產(chǎn)生線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),中性面：BS，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小為0，電流改變方向垂直中性面：BS，磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最 大為EmaxnBS表達(dá)式：eEmaxsin t(中性面開始計(jì)時(shí))，EmaxnBS特殊位置交變電流與發(fā)電機(jī)交變電流與發(fā)電機(jī)描述交變電流的物理量最大值：EmaxnBS有效值：根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義，正(余)弦交流電 E周期、頻率：互為倒數(shù)平均值：電感器、電容器電感器：通直流、阻交流、通低頻、阻高頻電容器

2、：通交流、隔直流、通高頻、阻低頻max12EEt題型探究1.一般交變電流有效值的求法分段求和QI2RTI12Rt1I22Rt22.說明：(1)交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的，與電流的方向無關(guān)，計(jì)算電功和熱量必須用有效值；(2)有效值一般與所取時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)，在無特別說明時(shí)是以一個(gè)周期的時(shí)間來確定有效值的；(3)交流電壓表和交流電流表通過交流電時(shí)，實(shí)際上已經(jīng)由電表內(nèi)部元件把交變電流變成了等效的直流電，所以交流電表讀出的就是交變電流的有效值，并且電表的指針不會(huì)忽左忽右地?cái)[動(dòng).一、交變電流有效值的計(jì)算3.正弦(或余弦)交變電流有效值與最大值之間的關(guān)系4.一般用電器上標(biāo)注的額定值是有效值，而

3、電容器上標(biāo)注的是最大值.例例1下列各圖中電流的有效值為 的是答案解析交變電流的圖像反映了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(感應(yīng)電流)隨時(shí)間的變化特征，對(duì)正弦式交變電流來說，我們可以從圖像中獲取如下信息：1.交變電流的周期交變電流的周期(T)交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間，知道了周期便可以算出線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度 .2.交變電流的最大值交變電流的最大值(Emax、Imax)圖像上的最大值，知道了最大值，便可計(jì)算出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(感應(yīng)電流)的有效值.3.任意時(shí)刻交變電流的瞬時(shí)值任意時(shí)刻交變電流的瞬時(shí)值圖像上每個(gè)“點(diǎn)”表示某一時(shí)刻交變電流的瞬時(shí)值.二、交變電流圖像的應(yīng)用例例2(多選)交流電源的輸出電壓u隨時(shí)間t變化的圖像如

4、圖1所示，則下列說法正確的是A.交變電流的頻率50 HzB.交變電流的周期為2 sC.交流電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220 sin(100t)VD.交流電壓的有效值為220 V圖1答案解析1.最大值：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的交變電流最大值EmaxnBS，在考慮電容器的耐壓值時(shí)應(yīng)根據(jù)交變電流的最大值.2.有效值：正弦式交變電流的有效值I ，其他交變電流的有效值應(yīng)根據(jù)有效值的定義計(jì)算，求電功、電功率，確定保險(xiǎn)絲的熔斷電流，要用到有效值；沒有特殊說明時(shí)，交變電流的電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)指有效值，交流電表的測(cè)量值是有效值，交流用電設(shè)備上所標(biāo)的額定電壓、額定電流是有效值.三、交變電流“四

5、值”的計(jì)算和應(yīng)用3.瞬時(shí)值：當(dāng)線圈平面處于中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為eEmaxsin t.瞬時(shí)值對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻的電壓、電流值.例例3圖2為一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，其矩形線圈的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，寬度為L(zhǎng)2，共有n匝，總電阻為r，與線圈兩端相接觸的集流環(huán)上接有一個(gè)阻值為R的定值電阻，線圈以角速度在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁場(chǎng)方向垂直的對(duì)稱軸OO勻速運(yùn)動(dòng)，沿轉(zhuǎn)軸OO方向看去，線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，t0時(shí)刻線圈平面與磁感線垂直.(1)求線圈經(jīng)過圖示位置時(shí)，通過電阻R的感應(yīng)電流的方向.圖2解析解析根據(jù)右手定則可判斷，線圈中的電流方向是dcba，故通過電阻R的電流是自下而上.答案

6、答案自下而上答案解析(2)寫出線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式.解析解析從中性面開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，且最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EmnBL1L2，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式enBL1L2sin t.答案解析答案答案enBL1L2sin t(3)求線圈從t0時(shí)所處的位置開始到轉(zhuǎn)過90的過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).解析解析由法拉第電磁感應(yīng)定律有答案解析(4)求線圈從t0時(shí)所處的位置開始轉(zhuǎn)過60時(shí)電路中的瞬時(shí)電流.解析解析由閉合電路歐姆定律有答案解析(5)求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量.答案解析線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(交變電流有效值的計(jì)算交變電流有效值

7、的計(jì)算)如圖3所示的電流通過圖中的電阻R，則理想交流電流表的示數(shù)為答案解析123圖3123A.電路中交變電流的頻率為0.25 HzB.交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為i sin 50tC.電阻消耗的電功率為2.5 WD.用理想交流電壓表測(cè)得電阻兩端的電壓為5 V2.(交變電流圖像的應(yīng)用交變電流圖像的應(yīng)用)將阻值為5 的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的交流電源上，電源電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖4所示.下列說法中正確的是答案123圖4解析123解析解析由題意可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmaxBS4 V.3.(交變電流交變電流“四值四值”的計(jì)算和應(yīng)用的計(jì)算和應(yīng)用)如圖5所示，有一單匝閉合的正方形線圈，邊長(zhǎng)為20 cm，線圈繞垂直磁場(chǎng)的OO軸在B1.0 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為100 rad/s，若已知線圈電阻為1，求：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；圖5答案解析123答案答案4 V答案解析123答案答案2.55 V答案解析123答案答案0.13 J解析解析線圈中感應(yīng)電流的有效值為所以在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的熱量為QI2Rt0.13 J.答案解析123答案答案0.04 C所以在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中流過線圈某橫截面的電荷量為