2010高考物理交流电、电磁振荡、电磁波

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1、翰林汇翰林汇翰林汇翰林汇课题：交流电、电磁振荡电磁波类型：复习课第1课交流电的产生及变化规律一、交变电流的产生1．交变电流的定义：大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。2．正弦交变电流：按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流，正弦式电流产生于在匀强电场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，正弦交变电流的图象是正弦函数曲线．线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。3.产生方法：将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁感线的轴做匀速转动，线圈中就会产生出正(余)弦交变电流．注意：只有线圈在匀强磁场中绕垂直于磁

2、感线的轴匀速转动时才能产生正(余)弦交变电流．二．正弦交流电的变化规律线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动．1．当从图12—2即中性面位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：ωt是从该位置经t时间线框转过的角度；ωt也是线速度V与磁感应强度B的夹角；。是线框面与中性面的夹角2．当从图12—1位置开始计时：则：e=εmcosωt，i＝Imcosωtωt是线框在时间t转过的角度；是线框与磁感应强度B的夹角；此时V、B间夹角为（π/2一ωt）．3．对于单匝矩形线圈来说Em=2Blv=BS

3、ω；对于n匝面积为S的线圈来说Em=nBSω。对于总电阻为R的闭合电路来说Im=三．几个物理量1．中性面：与磁场方向垂直的平面叫中性面．如图12—2所示的位置为中性面，对它进行以下说明：中性面的特点：(1)此位置穿过线框的磁通量最多．(2)但此位置磁通量的变化率为零．感应电动势为零．所以e=εmsinωt=0，i＝Imsinωt=0(3)此位置是电流方向发生变化的位置，具体对应图12－3中的t2，t4时刻，线圈转动一周，2次经过中性面．电流的方向改变两次，频率为50Hz的交流电每秒方向改变100次．2．交流电的最大值：εm＝B

4、ωS当为N匝时(1)ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，nad/s(2)最大值对应的位置与中性面垂直,即线框面与磁感应强度B在同一直线上．(3)最大值对应图12－3中的t1、t2时刻，每周中出现两次．3．瞬时值交变电流某一时刻的值，瞬时值是时间的函数，不同时刻，瞬时值不同e=εmsinωt，i＝Imsinωt代入时间即可求出．过写瞬时值时，不要忘记写单位，如εm=220V,ω=100π,则e=220sin100πtV,不可忘记写伏,电流同样如此．4．有效值：为了度量交流电做功情况人们引入有效值，它是根据电流的热效应而定

5、的．就是分别用交流电，直流电通过相同阻值的电阻，在相同时间内产生的热量相同，则直流电的值为交流电的有效值．(1)有效值跟最大值的关系εm=U有效，Im=I有效(2)伏特表与安培表读数为有效值．(3)用电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值．5.平均值：交变电流的平均值是交变电流图象中波形与横轴(t轴)所围的面积跟时间的比值．其数值可以用计算．某段时间内的交变电流的平均值不等于这段时间始、终时刻瞬时值的算术平均值．例在0～内，．注：如何应用交变电流的四值？①在研究电容器的耐压值时只能用峰值．②在研究交变电流做功、电功率及产生热量

6、时，只能用有效值．③在研究交变电流通过导体截面电量时，只能用平均值．④在研究某一时刻线圈受到的电磁力矩时，只能用瞬时值．另外，各种交流电表指示的电压、电流和交流电器上标注的额定电流、额定电压，指的都是有效值．与热效应有关的计算，如保险丝的熔断电流等都必须用有效值．要搞清正(余)弦交流电有效值与最大值的关系，另外对特殊交流电(如方波交流电)的有效值与最大值的关系能根据有效值的定义进行计算．在交流电路中欧姆定律同样适用．6．周期与频率：交流电完成一次全变化的时间为周期；每秒钟完成全变化的次数叫交流电的频率．单位1/秒为赫兹（Hz）

7、．⑴周期T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间．⑵频率f：交变电流在1s内完成周期性变化的次数．⑶周期和频率的关系：或⑷角速度ω：．我国工农业生产和生活用的交变电流，周期是0.02s，频率是50Hz．三、最大值、平均值和有效值的应用1、正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、即时值和平均值的区别。以电动势为例：最大值用Em表示，有效值用E表示，即时值用e表示，平均值用表示。它们的关系为：E=Em/，e=Emsinωt。平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：。切记。特别要注意，有效值和平均

8、值是不同的两个物理量，有效值是对能的平均结果，平均值是对时间的平均值。在一个周期内的前半个周期内感应电动势的平均值为最大值的2/π倍，而一个周期内的平均感应电动势为零。2、我们求交流电做功时，用有效值，求通过某一电阻电量时一定要用电流的平均值交流电，在不同时间内平均感应电动势