高考物理知识点之交变电流范本.pdf

高考物理知识点之交变电流 高考物理知识点之交变电流 考试要点 基本概念 一、交变电流的产生 1. 正弦交流电的产生 当闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就 有交流电产生．如图所示．设矩形线圈 abcd 以角速度ω绕 oo 轴、从线圈平面跟磁感线垂 直的位置开始做逆时针方向转动．此时，线圈都不切割磁感线，线圈中感应电动势等于零．经 第 1 页 高考物理知识点之交变电流 过时间 t 线圈转过 ωt 角，这时 ab 边的线速度 v 方向跟磁感线方向夹角等于 ωt ，设 ab 边 l  的长度为 l，bd 边的长度为 l，线圈中感应电动势为e  2Bl sin t ，对于 N 匝线圈， 2 有 e  NBS .sin  .t 或者写成 e  E .sin  .t （E  NBS .  N  叫做电动势的最 m m m 大值。）由上式，在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动的线圈里产生的感应电 e E 动势是按正弦规律变化的．根据闭合电路欧姆定i   m sin t R R 2．中性面——线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没 有感应电流，这个特定位置叫中性面． 应注意：①中性面在垂直于磁场位置．②线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大．③线圈 平面通过中性面时感应电动势为零．④线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变 一次，转动一周线圈两次通过中性面，一周里线圈中电流方向改变两次． 3．正弦交流电的图象 矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴做匀角速转动，线圈里产生正弦交流电．当线 圈从中性面开始转动，在一个周期中：在 t （0，T/4）时间内，线圈中感应电动势从 0 达 到最大值 E ．在 t （T/4，T/2）时间内，线圈中感应电动势从最大值 E 减小到 0．在 t m m （T/2，3T/4）时间内，线圈中感应电动势从 0 增加到负的最大值-E ．在 t （3T/4，T） m 时间内，线圈中感应电动势的值从负的最大值-E 减小到 0． m 电路中的感应电流、路端电压与感应电动势的变化规律相同，如图所示． 二、描述交变电流的物理量 1、瞬时值：它是反映不同时刻交流电的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为： e   sin t ，i  I sin t .应当注意必须从中性面开始。 m m 2、最大值：也叫峰值，它是瞬时值的最大者，它反映的是交流电大小的变化范围，当线圈 平面跟磁感线平行时，交流电动势最大，E  NBS （转轴垂直于磁感线）。电容器接在 m 交流电路中，则交变电压的最大值不能超过电容器的耐压值。 3、平均值：它是指交流电图象中图线与横轴所围成的面积值跟时间的比值.其量值可用法拉  第电磁感应定律 E  N · 来求，特殊地，当线圈从中性面转过 90 度的过程中，有