高三物理复 习第十章 交流电人教实验版.doc

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1、高三物理复习第十章交流电人教实验版【本讲教育信息】一.教学内容：复习第十章交流电重点、难点解析：一、交流电的产生1.交变电流的定义：强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流。2.正弦交变电流：随时间按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流，正弦交变电流的图象是正弦函数曲线。3.交变电流的产生（1）将一个平面线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，线圈中产生正弦交变电流。（2）中性面：与磁场方向垂直的平面叫中性面。中性面的特点：①线圈转到中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零。②线圈

2、转动一周，经过中性面2次，线圈每经过中性面一次，电流的方向改变1次。4.交变电流的变化规律瞬时值表达式：，，。N匝平面矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时的电动势最大值：。二、表征交变电流的物理量1.瞬时值：交变电流某一时刻的值，瞬时值是时间的函数，不同时刻的瞬时值不同。2.最大值：。它反映的是交变电流大小的变化范围，瞬时值与最大值的关系是：。3.有效值：交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流电的数值，叫做该交变电流的有效值，用“E、I、U”表示，

3、对于正弦交流电，其有效值与最大值的关系是：，，。4.周期和频率：。三、电感和电容对交变电流的作用1.电感对交变电流的阻碍作用用感抗表示，其大小由线圈的自感系数和交变电流的频率决定，线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越大；低频扼流线圈的自感系数很大，有“通直流，阻交流”的作用，高频扼流线圈的自感系数很小，有“通低频，阻高频”的作用。2.电容对交流电的作用用容抗表示，其大小由电容器的电容和交流电的频率决定，电容器的电容越大，交流电的频率越高，电容器的容抗就越大；隔直电容器有“通交流，隔直流”的作用，旁路电容器有“通高频，阻低频

4、”的作用。【典型例题】一、交变电流的变化规律（包括图象）1.用心爱心专心正弦交流电的产生过程，实际上是线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动而产生电磁感应现象的过程，其处理方法就是处理电磁感应问题的有关方法。2.中性面的特点：在该位置穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率，故无感应电动势和感应电流；线圈每转过中性面一次，电动势和电流方向就改变一次。3.交变电流的变化规律要从函数表达式与图象两方面结合起来理解，取线圈在中性面位置时为计时起点，线圈中产生的电动势、闭合时线圈两端点间的电压以及电路中电流变化规律为：，，。例1.一矩形线圈绕垂

5、直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电流i随时间t变化的图线如图所示，则A.时刻通过线圈的磁通量为零B.时刻通过线圈的磁通量绝对值最大C.时刻通过线圈的磁通量变化率绝对值最大D.每当i变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都最大解析：熟悉交流电的产生过程，磁通量为零时，磁通量变化率最大，感应电动势、感应电流最大，因此选项A、B、C错误。答案：D二、交变电流的有效值和平均值对于交变电流，应注意区分有效值和平均值的使用范围。1.关于交变电流的有效值问题，首先观察是不是正弦交流电，若完全是，则直接应用，求解；若部分是，则其中

6、的和部分也可直接应用，关系，并结合焦耳定律求解；若完全不是，则根据有效值的定义和焦耳定律求解。2.交变电流的平均值是交变电流图线与横坐标（t轴）所围的面积跟时间的比值，其数值可以用计算；而，注意此值不等于这段时间始、末时刻瞬时值的算术平均值；3.在计算交变电流的焦耳热时，应用有效值；在处理流过的电荷量时，应用电流的平均值。例2.如图表示一交变电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是A.AB.5AC.D.解析：用心爱心专心此题主要考查学生对交流有效值的理解程度，由于多数学生对交流有效值的意义理解欠深刻，只是机械地套用正弦式电流的最大

7、值等于有效值的倍关系，直接从图上求得最大值的平均值除以即得到而错选D项，另外有的学生虽然认识到了电流的热效应与其方向无关，仅由大小决定，只是简单地取正负半轴最大值的算术平均值，而错选C项。正确的思路应为：严格按照有效值的定义，交变电流的有效值的大小等于在热效应方面与之等效（在相同时间内通过相同的电阻所产生的热量相等）的直流的电流值，可选择一个周期（0.02s时间），根据焦耳定律，有：解之可得：，即应选B项。答案：B例3.一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率是P，当接到电压为的交变电流电源上，它的发热功率是A.B.C.PD.2

8、P解析：因，而，所以，故答案是B。答案：B四、变压器1.变压器是改变交流电压的设备，而不改变交变电流的功率和频率。2.变压器是由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成的。3.变压器是根据电磁感应原理来改变电压的。4.理想变压器：不考虑铜损（线圈