高中物理知识点总结 10.3交流电的产生与描述课件 选修32

一、交变电流的产生和变化规律1交变电流：大小和_都随时间做_变化的电流，简称交流(AC)2正弦式交变电流(如图所示) (1)定义：按_变化的交变电流 (2)产生：将闭合矩形线圈置于_磁场中，并绕_方向的轴做_转动 (3)中性面：与磁场方向_的平面 (4)正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时) 电动势e随时间变化的规律：e_. 电压u随时间变化的规律：u_. 电流i随时间变化的规律：i_. 其中等于线圈转动的_，Em_. (5)正弦交变电流的图象(如图所示)二、描述交变电流的物理量1周期和频率(1)周期：交变电流完成一次_变化所需的时间(2)频率：交变电流在1 s内完成_变化的次数(3)二者关系：T_.2峰值和有效值(1)峰值：交变电流的电压和电流所能达到的_数值(2)有效值：跟交变电流_等效的直流电压和电流值(3)二者关系：对于正弦交流电有Im_，Um_.三、电感和电容对交变电流的影响1电感对交流的阻碍作用：交流的频率_，电感对其阻碍作用就_，“通低频，阻高频”2电容对交流的阻碍作用：交流的频率_，电容对其阻碍作用就_，“通高频，阻低频”思考：在现实生活中，我们经常见到家用电器铭牌上标的电压、电流，它们都是指交流电的什么值？与电容器铭牌上标的电压、电流有何不同？答案：一、1.方向周期性2.(1)正弦规律(2)匀强垂直磁场匀速(3)垂直(4)EmsintUmsintImsint角速度NSB三、1.越高越大2.越高越小思考：家用电器铭牌上标的电压、电流是指交流电的有效值，电容器铭牌上标的电压、电流是指交流电的最大值1正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置时开始计时)规律规律物理量物理量函数函数图象图象磁通量磁通量mcostBScost电动势电动势eEmsintnBSsint续表 2.对中性面的理解 (1)中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的一个参考面 (2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，而磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零 (3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大 (4)线圈每经过中性面一次，电流方向就改变一次，线圈转动一周，两次经过中性面，所以电流的方向改变两次3交变电流瞬时值表达式的书写基本思路(1)确定交变电流的峰值，根据已知图象或由公式EmnBS求出相应峰值(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式如：线圈从中性面开始转动，则it图象为正弦函数图象，函数式为iImsin t.线圈从垂直中性面开始转动，则it图象为余弦函数图象，函数式为iImcos t.说明：在交变电流的产生过程中，要特别注意两个特殊位置的不同特点(1)线圈平面与中性面重合时，SB，最大，/t0，e0，i0，电流方向将发生改变(2)线圈平面与中性面垂直时，SB，0，/t最大，e最大，i最大，电流方向不改变1交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较续表 2.对交变电流有效值的理解 交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算注意“三同”：即“相同电阻”，“相同时间”内产生“相同热量”计算时“相同时间”要取周期的整数倍，一般取一个周期 注意：在交流电路中，电压表、电流表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流指的是有效值说明：(1)由感应电动势的最大值公式EmnBS得，Em仅由n、B、S、四个物理量所决定，与轴的具体位置和线圈的形状都无关电阻电阻感抗感抗容抗容抗产生的原产生的原因因定向移动的电定向移动的电荷与不动的离荷与不动的离子间的碰撞子间的碰撞电感线圈的自感电感线圈的自感阻碍电流变化阻碍电流变化极板上所带电极板上所带电荷对定向移动荷对定向移动电荷的阻碍电荷的阻碍阻碍的特阻碍的特点点对直流、交流对直流、交流均有阻碍作用均有阻碍作用通直流、阻交流通直流、阻交流，通低频、阻高，通低频、阻高频频通交流、隔直通交流、隔直流，通高频、流，通高频、阻低频阻低频相关的因相关的因素素由导体本身的由导体本身的因素决定因素决定(长长短、粗细、材短、粗细、材料料)，与温度，与温度有关有关由线圈本身的自由线圈本身的自感系数和交变电感系数和交变电流的频率共同决流的频率共同决定定由电容的大小由电容的大小和交变电流的和交变电流的频率共同决定频率共同决定