高中物理選修32第二章交變電流

1、選修3-2第二章 交變電流2第一節(jié)：交變電流一、交變電流1.交流和直流交流：方向隨時間周期性變化的電流，叫做交變電流，簡稱交流（ac）直流：方向不變的電流叫做直流（dc）u區(qū)別：交流的方向發(fā)生改變，而直流的方向不變。區(qū)別：交流的方向發(fā)生改變，而直流的方向不變。2.恒定電流大小和方向都不變的電流稱為恒定電流。3第一節(jié)：交變電流例題1：如圖所示圖象中屬于交變電流的有（ ） a b c d abdabd4第一節(jié)：交變電流二、交變電流的產(chǎn)生1.實驗裝置在勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動的線圈產(chǎn)生的是交變電流。5第一節(jié)：交變電流二、交變電流的產(chǎn)生2.中性面定義：平面線圈在勻強磁場中旋轉(zhuǎn)，當線圈平

2、面垂直于磁感線時，線圈所在平面叫做中性面。特點：線圈中通過的磁通量最大此時磁通量的變化率為零，感應電動勢最小，也為零每經(jīng)過一次中性面，閉合回路中的電流方向就改變一次6二、交變電流的產(chǎn)生3.特殊位置分析4.過程分析（電流方向）線圈從(a)轉(zhuǎn)到(b)，電流為a-b-c-d-a線圈從(b)轉(zhuǎn)到(c)，電流為a-b-c-d-a線圈從(c)轉(zhuǎn)到(d)，電流為a-d-c-b-a線圈從(d)轉(zhuǎn)到(e)，電流為a-d-c-b-a7二、交變電流的產(chǎn)生3.特殊位置分析甲：線圈垂直于磁感線，處于中性面，線圈中沒有感應電動勢。乙：線圈逆時針旋轉(zhuǎn)90度，線圈與磁感線平行，ab、cd速度與磁感線垂直，感應電動勢最大，電流

3、最大。丙：線圈垂直于磁感線，處于中性面，線圈中沒有感應電動勢。?。壕€圈逆時針旋轉(zhuǎn)90度，線圈與磁感線平行，ab、cd速度與磁感線垂直，感應電動勢最大，電流最大。戊：線圈垂直于磁感線，處于中性面，線圈中沒有感應電動勢。4.過程分析（電流方向）線圈從甲轉(zhuǎn)到乙，電流為a-d-c-b-a線圈從乙轉(zhuǎn)到丙，電流為a-d-c-b-a線圈從丙轉(zhuǎn)到丁，電流為a-b-c-d-a線圈從丁轉(zhuǎn)到戊，電流為a-b-c-d-a8第一節(jié)：交變電流例題2（多選）：矩形線框繞垂直于勻強磁場且在線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生了交變電流，下列說法正確的是（ ） a當線框位于中性面時，線框中感應電動勢最大 b當穿過線框的磁通量為零時，線框

4、中的感應電動勢也為零 c每當線框經(jīng)過中性面時，感應電動勢或感應電流方向就改變一次 d線框經(jīng)過中性面時，各邊切割磁感線的速度為零 cdcd9第一節(jié)：交變電流例題3：下列各圖中，哪些情況線圈中不能產(chǎn)生交流電是（ ）a a10第一節(jié)：交變電流例題4：如圖所示為演示交變電流的裝置圖，關(guān)于這個實驗，正確的說法是（ ） a線圈每轉(zhuǎn)動一周，指針左右擺動兩次b圖示位置為中性面，線圈中無感應電流 c圖示位置，ab邊的感應電流方向為由abd線圈平面與磁場方向平行時，磁通量變化率為零 c c11第一節(jié)：交變電流中性面ovvbd(c)a(b)12第一節(jié)：交變電流中性面ovvbd(c)a(b)13例題5：有一個正方形線

5、框的線圈匝數(shù)為10匝，邊長為20cm，線框總電阻為1，線框繞oo軸以10rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，如圖，垂直于線框平面向里的勻強磁場的磁感應強度為0.5t，求： （1）該線框產(chǎn)生的交變電流電動勢的峰值、電流的峰值分別是多少？ （2）寫出感應電動勢隨時間變化的表達式。 （3）線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60時，感應電動勢的瞬時值是多大？14第一節(jié)：交變電流例題6：線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電流如圖所示，則（ ）a在a和c時刻線圈平面和磁場垂直b在b和d時刻線圈中的磁通量為零c從a時刻到b時刻線圈轉(zhuǎn)動的角度為rad d若從0時刻到d時刻經(jīng)歷的時間為0.02s ，則該交變電流在1.0s的時間內(nèi)方向

6、會改變100次d d15第一節(jié)：交變電流16第一節(jié)：交變電流例題7：如圖所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸oo以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動若以線圈平面與磁場夾角45時(如圖b)為計時起點，并規(guī)定當電流自a流向b時電流方向為正則下列四幅圖中正確的是()d d17第二節(jié)：描述交變電流的物理量18第二節(jié)：描述交變電流的物理量例題1（多選）：關(guān)于正弦式交變電流的周期頻率，下列說法正確的是（ ）a.交變電流最大值出現(xiàn)兩次的時間間隔等于周期的一半b.1s內(nèi)交變電流出現(xiàn)最大值的次數(shù)等于頻率c.交變電流方向變化的頻率為交變電流頻率的2倍d.50hz的交變電流，其周期等于0.05s19

7、第二節(jié)：描述交變電流的物理量二、有效值1.定義：2.有效值的應用通常所說的交變電流的電流強度、電壓、電動勢都是指有效值。一般交流電表測量的交變電流的電壓、電流都是指有效值。交流用電設(shè)備上所標注的額定電壓、額定電流都是指有效值。保險絲的熔斷電流是指有效值。根據(jù)電流的熱效應，讓交變電流和恒定電流分別通過相同的電阻，如果它們在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，則這一恒定電流的數(shù)值就等于交變電流的有效值。20第二節(jié)：描述交變電流的物理量21第二節(jié)：描述交變電流的物理量22第二節(jié)：描述交變電流的物理量物理量物理含義重要關(guān)系計算及其應用瞬時值交變電流某一時刻的值計算線圈某一時刻的受力情況峰值最大的瞬時值確定用電器

8、的耐壓值有效值跟交變電流的熱效應等效的恒定電流1.計算與電流熱效應相關(guān)的量（如功率、熱量）2.交流電表的測量值3.電氣設(shè)備標注的額定電壓、額定電流4.保險絲的熔斷電流平均值交變電流圖像中圖線與時間軸所夾面積與時間的比值計算通過電路的某截面的電荷量 23例題3：如圖所示，勻強磁場的磁感應強度b=0.5t，邊長l=10cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r=1，線圈繞垂直于磁感線的對稱軸oo勻速轉(zhuǎn)動，角速度=2rad/s，外電路電阻r=4，求：（1）轉(zhuǎn)動過程中感應電動勢的最大值； （2）由圖示位置（線圈平面與磁感線平行）轉(zhuǎn)過60角時的瞬時感應電動勢；（3）由圖示位置轉(zhuǎn)過60角的過程中產(chǎn)生的

9、平均感應電動勢；（4）交流電壓表的示數(shù)；（5）線圈轉(zhuǎn)動一周外力所做的功；（6）線圈轉(zhuǎn)過60的過程中，通過r的電荷量是多少？24第二節(jié)：描述交變電流的物理量25第二節(jié)：描述交變電流的物理量26第二節(jié)：描述交變電流的物理量27第二節(jié)：描述交變電流的物理量例題6：通過一阻值為r=100的電阻的交變電流如圖所示，其周期為1s電阻兩端電壓的有效值為_v28第二節(jié)：描述交變電流的物理量29第二節(jié)：描述交變電流的物理量30第二節(jié)：描述交變電流的物理量例題9：如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度為b。電阻為r、半徑為l、圓心角為45的扇形閉合導線框繞垂直于紙面的o軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動（o軸位于磁場

10、邊界）。則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的有效值為( )31第三節(jié)：電感和電容對交變電流的影響32第三節(jié)：電感和電容對交變電流的影響33第三節(jié)：電感和電容對交變電流的影響34第三節(jié)：電感和電容對交變電流的影響例題2：如圖所示，電路由交流電源供電，最大電壓保持不變，如果交變電流的頻率升高，則下列說法正確的是（ ）a.電容器上的電荷量最大值增大b.電容器的容抗增大c.電路中燈泡的亮度變亮d.電路中燈泡的亮度變暗35第三節(jié)：電感和電容對交變電流的影響例題3：如圖所示的電路中，正弦交流電源電壓的有效值為220v，則關(guān)于交流電壓表的示數(shù)，以下說法中正確的是（ ） a等于220 v b大于220 v c小于220

11、vd等于零 36第三節(jié)：電感和電容對交變電流的影響例題4：在交流電路中，下列說法正確的是（ ）a.影響與電壓關(guān)系的，不僅有電阻，還有電感和電容。b.電感對交變電流有阻礙作用，是因為交變電流通過電感線圈時，線圈中產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的變化。c.交變電流能通過電容器，是因為交變電壓的最大值大于擊穿電壓，電容器被擊穿了。d.電容器的電容越大，交流電的頻率越高，容抗就越大。37第三節(jié)：電感和電容對交變電流的影響三、電感和電容的應用1.電容的應用（1）阻直電容器（2）高頻旁路電容器前級輸入后級輸出前級輸入后級輸出38第三節(jié)：電感和電容對交變電流的影響三、電感和電容的應用2.電容和電感的組合應用（1）電容與負載并聯(lián)，再與電感串聯(lián)更好的過濾電流中的交流成分或高頻成分（2）電感與負載并聯(lián)，再與電容串聯(lián)更好的過濾電流中的直流成分或低頻成分輸入負載輸入負載39第三節(jié)：電感和電容對交變電流的影響例題5：二分頻”音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚聲器，它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段，分別稱為高音揚聲器和低音揚聲器，音箱要將擴音機送來的含有不同頻率的混和音頻電流按高、低頻段分離出來，送往相應的揚聲器，以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機械振動，如圖所示為音箱的電路圖，高、低頻混和電流由a、b輸入，l1和l2是線圈，c1