交变电流知识点.doc

v1.0 可编辑可修改 交变电流知识点 一、交变电流的产生 1、原理：电磁感应 2、中性面：线圈平面与磁感线垂直的平面。 3、两个特殊位置的比较 ①线圈平面与中性面重合时（ S⊥ B），磁通量Φ最大， =0， e=0， i=0 ，感应电流的方 t 向将发生改变。 ②线圈平面平行与磁感线时（ S∥ B），Φ =0， 最大， e 最大， i 最大，电流方向不变。 t 4、 穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的： 取中性面为计时平面： 函数 图象 磁通量 电动势 1 v1.0 可编辑可修改 电压 电流 注：对中性面的理解 交流电瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的。 若从中性面开 始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量最大， 但线圈两边的运动方向恰与磁场方向平行， 不切割 磁感线，电动势为零，故其表达式为 ；但若从线圈平面和磁场平行时开始计时， 虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零， 但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直， 电动势最 大，故其表达式为 。 例：矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法 正确的是（ ） ．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 ．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 ．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次 ．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零 答案： CD 【变式训练】 一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动， 在转动过程中， 线框中的最大磁通量为 m ，最大感应电动势为 Em ，则下列说法中正确的是（ ） A . 当穿过线框的磁通量为零时，感应电动势也为零 B . 当穿过线框的磁通量减小时，感应电动势在增大 C . 当穿过线框的磁通量等于 0.5 m 时，感应电动势等于 0.5Em 2 v1.0 可编辑可修改 D . 线框转动的角速度 Em / m 【变式训练】如图所示，矩形线圈 abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴 P1 和 P2 以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时 ( ) A. 线圈绕 P1 转动时的电流等于绕 P 转动时的电流 B. 线圈绕 P1 转动时的电动势小于绕 P2 转动时的电动势 C.线圈绕 P1 和 P2 转动时电流的方向相同，都是 a→b→c→d D.线圈绕 P1 转动时 dc 边受到的安培力大于绕 P2 转动时 dc 边受到的安培力 答案： BD A 二、对交变电流图像的理解 交变电流的图像包括φ -t 、 e-t 、 i-t 、 u-t 等，具体图像见上页，现只研究 e-t 图像 从图像上可得到信息： 1、 线圈平面与中性面平行时为计时平面 2、 电流最大值 3、 周期 T 和频率 f 4、 不同时刻交流电的瞬时值 3 v1.0 可编辑可修改 5、 线圈处于中性面和电流最大值对应的时刻 6、 任意时刻线圈的位置和磁场的夹角 周期和频率的计算公式： 完成一次周期性变化所 物理意义：表示交变电流变化快慢 周期 用的时间 的物理量 1s 内完成周期性变化的 我国民用交变电流： T=0. 02 s ， 频率 f=50 Hz ， 次数 例： 如图 a 所示，一矩形线圈 abcd 放置在匀强磁场中，并绕过 ab、 cd 中点的轴 OO′以 角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角 θ =45° 时（如图 b）为计时起点， 并规定当电流自 a 流向 b 时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是：（ ） 答案： D 【变式训练】 在匀强磁场中， 一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动， 如图 1 所示， 产生的交变电动势的图象如图 2 所示，则 A． t = 时线框的磁通量变化率为零 B． t = 时线框平面与中性面重合 4 v1.0 可编辑可修改 C．线框产生的交变电动势有效值为 311V D．线框产生的交变电动势的频率为 100Hz 答案： B 三、表征交变电流的物理量 1、瞬时值、峰值（最大值）、有效值、平均值的比较 物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 计算线圈某时刻的受力情况或力 瞬时值 交变电流某一时刻的值 矩的瞬时值 最大值 最大的瞬时值 讨论电容器的击穿电压（耐压值） 对正（余）弦交流电有： （ 1）计算与电流的热效应有关的 跟交变电流的热效应等 量（如功、功率、热量）等 有效值 （ 2）电气设备“铭牌”上所标的 效的恒定电流值 一般是有效值 （ 3）保险丝的熔断电流为有效值 __ 交变电流图像中图线与 E n 平均值 时间轴所夹的面积与时 计算通过电路截面的电荷量 间的比值 5 v1.0 可编辑可修改 交流电的平均值是指一段时间内交流电瞬时值的平均值。平