2024年交变电流知识点.docx

交变電流知识點

一、交变電流的产生

1、原理：電磁感应

2、中性面：线圈平面与磁感线垂直的平面。

3、两個特殊位置的比较

①线圈平面与中性面重叠時（S⊥B），磁通量Φ最大，=0，e=0，i=0，感应電流的方向将发生变化。

②线圈平面平行与磁感线時（S∥B），Φ=0，最大，e最大，i最大，電流方向不变。

4、穿過线圈的磁通量与产生的感应電動势、感应電流随時间变化的函数关系總是互余的：

取中性面為计時平面：

函数

图象

磁通量

電動势

電压

電流

注：對中性面的理解

交流電瞬時值体現式的详细形式是由開始计時的時刻和正方向的规定共同决定的。若從中性面開始计時，虽然该時刻穿過线圈的磁通量最大，但线圈两边的运動方向恰与磁場方向平行，不切割磁感线，電動势為零，故其体現式為；但若從线圈平面和磁場平行時開始计時，虽然该時刻穿過线圈的磁通量為零，但由于此時线圈两边的速度方向和磁場方向垂直，電動势最大，故其体現式為。

例：矩形线框绕垂直于匀强磁場且在线框平面的轴匀速转動時产生了交变電流，下列說法對的的是（）

A．當线框位于中性面時，线框中感应電動势最大

B．當穿過线框的磁通量為零時，线框中的感应電動势也為零

C．每當线框通過中性面時，感应電動势或感应電流方向就变化一次

D．线框通過中性面時，各边切割磁感线的速度為零

答案：CD

【变式训练】一單匝闭合线框在匀强磁場中绕垂直于磁場方向的轴匀速转動，在转動過程中，线框中的最大磁通量為，最大感应電動势為，则下列說法中對的的是（）

.當穿過线框的磁通量為零時，感应電動势也為零

.當穿過线框的磁通量減小時，感应電動势在增大

.當穿過线框的磁通量等于時，感应電動势等于

.线框转動的角速度

【变式训练】如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁場中可以分别绕垂直于磁場方向的轴P1和P2以相似的角速度匀速转動，當线圈平面转到与磁場方向平行時()

A.线圈绕P1转動時的電流等于绕P转動時的電流

B.线圈绕P1转動時的電動势不不小于绕P2转動時的電動势

C.线圈绕P1和P2转動時電流的方向相似，都是a→b→c→d

D.线圈绕P1转動時dc边受到的安培力不小于绕P2转動時dc边受到的安培力

答案：BDA

二、對交变電流图像的理解

交变電流的图像包括φ-t、e-t、i-t、u-t等，详细图像見上页，現只研究e-t图像

從图像上可得到信息：

线圈平面与中性面平行時為计時平面

電流最大值

周期T和频率f

不一样步刻交流電的瞬時值

线圈处在中性面和電流最大值對应的時刻

任意時刻线圈的位置和磁場的夹角

周期和频率的计算公式：

周期

完毕一次周期性变化所用的時间

物理意义：表达交变電流变化快慢的物理量

频率

1s内完毕周期性变化的次数

我国民用交变電流：T=0.02s，f=50Hz，

例：如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁場中，并绕過ab、cd中點的轴OO′以角速度ω逆時针匀速转動。若以线圈平面与磁場夹角θ=45°時（如图b）為计時起點，并规定當電流自a流向b時電流方向為正。则下列四幅图中對的的是：（）

答案：D

【变式训练】在匀强磁場中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转動，如图1所示，产生的交变電動势的图象如图2所示，则

A．t=0.005s時线框的磁通量变化率為零

B．t=0.01s時线框平面与中性面重叠

C．线框产生的交变電動势有效值為311V

D．线框产生的交变電動势的频率為100Hz

答案：B

三、表征交变電流的物理量

1、瞬時值、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

合用状况及阐明

瞬時值

交变電流某一時刻的值

计算线圈某時刻的受力状况或力矩的瞬時值

最大值

最大的瞬時值

讨论電容器的击穿電压（耐压值）

有效值

跟交变電流的热效应等效的恒定電流值

對正（余）弦交流電有：?

（1）计算与電流的热效应有关的量（如功、功率、热量）等

（2）電气设备“铭牌”上所標的一般是有效值

（3）保险丝的熔断電流為有效值

平均值

交变電流图像中图线与時间轴所夹的面积与時间的比值

计算通過電路截面的電荷量

交流電的平均值是指一段時间内交流電瞬時值的平均值。平均值是由公式确定。它体現為交流图象中波形与横轴（t轴）所围的“面积”對時间的比值，其值大小与所取時间间隔有关。如正弦式交流電，其正半周期或负半周期的平均電動势大小為，而一种周期内的平均電動势却為零．而技术上应用的交流電的平均值是指一种周期交流電的绝對值的平均值，也等于交流電在正半個周期或周期内的平均值。同一交流電的平均值和有效值并不相似。

不一样步间内平均值一般不一样，平均值大小還和電流的方向有关，若一段時间内電流的方向发生变化，则流過导线横截面上