人教版高中物理选修3-2学案：第五章 交变电流 章末总结

学案14 章末总结

一、交变电流“四值”的计算和应用

1．最大值：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的交变电流最大值Em＝nBSω，在考虑电容器的耐压值时应根据交流电的最大值． 2．有效值：正弦式交流电的有效值I＝

Im

，其他交变电流的有效值应根据有效值的定义计算，求电功、2

电功率，确定保险丝的熔断电流，要用到有效值；没有特殊说明时，交流电的电流、电压、电动势指有效值，交流电表的测量值是有效值，交流用电设备上所标的额定电压、额定电流是有效值．

3．瞬时值：当线圈平面处于中性面时开始计时，瞬时电动势的表达式为e＝Emsin ωt.瞬时值对应某一时刻的电压、电流值．

EΔΦ4．平均值：平均值需用E＝n和I＝进行计算，求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平ΔtR均值． q＝I·Δt＝n

ΔΦ

. R

例1 如图

1所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，ab＝cd＝50 cm，bc＝ad＝30 cm，匝数n＝100匝，线圈电阻r

＝0.2 Ω，外电阻R＝4.8 Ω.线圈在磁感应强度B＝0.05 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度ω＝100π rad/s.

图1

(1)求产生感应电动势的最大值．

(2)若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式． (3)交流电压表和交流电流表的示数各为多少？ (4)此发电机的功率为多少？

(5)从图示位置起，转过90°过程中，平均电动势为多少？通过线圈截面的电荷量为多少？ 二、交变电流图象的应用

交流电的图象反映了交变电动势(电流)随时间的变化特征，对正弦式交流电来说，我们可以从图象中获取如下信息：

1．交流电的周期(T)

2π

一个完整的正弦波对应的时间段，知道了周期便可以算出线圈转动的角速度ω＝.

T2．交流电的最大值(Em、Im)

图象上的峰值，知道了最大值，便可计算出交变电动势(交变电流)的有效值． 3．任意时刻交流电的瞬时值

图象上每个“点”表示某一时刻交流电的瞬时值．

例2

2所示是某正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的 ( )

如图

图2

A．周期是0.01 s B．最大值是311 V

C．有效值是220 V D．表达式为u＝220sin πt(V) 三、变压器电路的动态问题分析

处理此类问题的关键是分清变量和不变量，弄清理想变压器中各物理量之间的联系和相互制约关系，大致有两种情况：

(1)负载电阻、原线圈电压不变，副线圈的电压、原、副线圈的电流、功率随匝数变化而变化． (2)匝数比、原线圈电压不变，原、副线圈的电流、功率随负载电阻的变化而变化． 动态分析该类问题的思路可表示为：