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厦门国祺中学高二物理3-2交变电流复习

一、描述交变电流大小的物理量

1.周期、频率和转速

①周期（T）:交变电流完成一次周期性变化所需的时间，单位是s．

②频率（f）:交变电流在1s内完成周期性变化的次数，单位是Hz。

③转速（n）:单位时间线圈转过的转数。单位r/s或r/min。

2.交变电流的最大值、有效值和瞬时值

①交变电流的最大值（Em、Im和Um）：它是交变电流在一个周期内所能达到的最大数值，可以用来表示交变电流的电流强弱或电压高低.

②交变电流的有效值（E、I和U）：它是根据电流的热效应规定的：让交流和恒定电流通过相同的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一恒定电流的数值叫做这一交流电的有效值。

说明（a）正弦式交变电流的关系为：

（b）通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表读数；交流电器的额定电压、额定电流，保险丝的熔断电流等都是指有效值。（特例：电容器的耐压值是最大值。）（c）①求解交流电产生的热量问题时,必须用有效值。②若计算通过电路某一截面的电量,需用电流的平均值。

③交变电流的瞬时值（e、i、u）：它是交变电流在某一时刻的瞬时值。

如：交流电压的瞬时值表达式为u＝311sin100πt(V).

市用电：Um=311V，U=220V，T=0.02s，f=50Hz，ω=100πrad/s

例1、若3A直流电通过电阻R时，ts内产生的热量为Q．现让一交流电通过电阻R，若2ts内产生的热量为Q，则该交流电流的有效值和最大值分别为

A．A，Im＝3AB．I有＝3A，A

C．I有＝A，AD．A，Im＝6A

例2、一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，试写出电动势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式。

二、交变电流的产生

当abcd线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动时，ab、cd边切割磁感线能产生交变电流.

例3、矩形线框垂直于匀强磁场且位于线框平面的轴匀速转动时产生交变电流，下列说法正确的是（）

A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大

B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中感应电动势为零

C．每过中性面时，感应电动势和感应电流方向就改变一次

D．线框经过中性面时各边切割磁感线的速度为零

例4、一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速转动，产生交变电动势的瞬时表达式为e=10sin4πtV，则（）

A．该交变电动势的频率为2HzB．零时刻线圈平面与磁场垂直

C．t=0.25s时，e达到最大值D．在1s时间内，线圈中电流方向改变100次

★例5、如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，角速度ω=200rad/s。已知ab=0.1m，bc=0.2m，线圈的总电阻R=40Ω，试求：

（1）求感应电动势的最大值，和感应电流的最大值?

（2）如图t=0时开始，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式?

（3）当ωt=30°时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？

（4）线圈从图示位置转过的过程中，感应电动势的平均值是多大？

三、电容和电感

①电容“通交流；隔直流。”“通高频；阻低频。”容抗：

②电感“通直流；阻交流。”“通低频；阻高频。”感抗：

例6、家庭使用的音箱中，一般都安装有高音喇叭和低音喇叭，分别发出音乐中的高音和低音。为了确保扩音机输出的信号按高、低音分别送给高音喇叭和低音喇叭，就要用到分频器。右图所示就是一种简单的二分频音箱的分频电路。

则A应接音喇叭，B应接音喇叭。

四、变压器

（一）、变压器的构造

（二）、变压器的工作原理：它是用于改变交流电压的一种设备。

①理想变压器原、副线圈的电压跟它们的匝数成正比：

1、n2n1U2U1——升压变压器

2、n2n1U2U1——降压变压器

②理想变压器输入功率等于输出功率：P入=P出（且P出决定P入）

③理想变压器原、副线圈的电流关系：根据P入=P出得I1n1=I2n2

例7、如图甲，一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图乙所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻．则()

例8、如图所示，有理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变．如果负载电阻的滑片向上移动，则图中所有交流电表的读数及