高考物理一輪復(fù)習(xí)課件交變電流LC振蕩電路

高中物理解題模型高中物理

一輪復(fù)習(xí)交變電流（4/9）高中物理

一輪復(fù)習(xí)交變電流（4/9）1產(chǎn)生和描述2圖像問(wèn)題3“四值”問(wèn)題4LC振蕩電路5變壓器基礎(chǔ)6多匝副線圈7原線圈含電阻8變壓器動(dòng)態(tài)分析9遠(yuǎn)距離輸電相關(guān)知識(shí)：交變電流

—LC振蕩電路1.電感器對(duì)交變電流的阻礙作用：感抗：電感線圈對(duì)交變電流的阻礙作用。用字母XL

表示，單位是歐(Ω)；實(shí)質(zhì)：交變流電不斷變化，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙磁通量變化；意義：描述電感器對(duì)交變電流的阻礙作用大小的物理量；電感器特點(diǎn)：通直流，阻交流；通低頻，阻高頻。

L

S

u

L

S

u

實(shí)驗(yàn)要求：交變電源電壓有效值與恒定電源電壓相等；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：恒定電源電壓供電時(shí)燈泡更亮；感抗表達(dá)式：自感系數(shù)表達(dá)式：相關(guān)知識(shí)：交變電流

—LC振蕩電路2.電容器對(duì)交變電流的阻礙作用：容抗：電容器對(duì)交變電流的阻礙作用。用字母XC

表示，單位是歐(Ω)；實(shí)質(zhì)：電容器兩極板上積累電荷對(duì)向這個(gè)方向定向移動(dòng)電荷的反抗作用；意義：描述電容器對(duì)交變電流的阻礙作用大小的物理量；電容器特點(diǎn)：通交流，隔直流；通高頻，阻低頻。實(shí)驗(yàn)要求：交變電源電壓有效值與恒定電源電壓相等；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：恒定電源電壓供電時(shí)燈泡不亮但交變電源供電時(shí)燈泡點(diǎn)亮；

C

S

u

C

S

u

容抗表達(dá)式：平行板電容器電容決定式：相關(guān)知識(shí)：交變電流

—LC振蕩電路3.LC振蕩電路：振蕩電流：大小和方向都做周期性變化的電流叫做振蕩電流；振蕩電路：當(dāng)開(kāi)關(guān)置于線圈一側(cè)時(shí)，由電感線圈L和電容C組成的電路，就是最簡(jiǎn)單的振蕩電路；放電反向充電反向放電充電相關(guān)知識(shí)：交變電流

—LC振蕩電路3.LC振蕩電路：t=0t=T/4t=T/2t=3T/4q最大，u最大i為零，B為零q為零，u為零i最大，B最大q最大，u最大i為零，B為零q為零，u為零i最大，B最大q最大，u最大i為零，B為零放電反向充電反向放電充電t=T物理過(guò)程：放電過(guò)程：電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，q↓→i↑；充電過(guò)程：磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，q↑→i↓；q(u)TOti(B)TOt放電充電放電充電放電充電放電充電相關(guān)知識(shí)：交變電流

—LC振蕩電路3.LC振蕩電路：物理過(guò)程：放電過(guò)程：電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，q↓→i↑；充電過(guò)程：磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，q↑→i↓；特點(diǎn)：具有對(duì)稱性和周期性；特殊狀態(tài)：充電完畢：磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢，電場(chǎng)能最大，磁場(chǎng)能最小；放電完畢：電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢，磁場(chǎng)能最大，電場(chǎng)能最??；阻尼振蕩：周期和頻率：振蕩電路里在不受其他外界條件影響下發(fā)生無(wú)阻尼振蕩時(shí)的周期和頻率叫振蕩電路的固有周期和固有頻率；【例題1】（1）如圖所示，三只完全相同的燈泡a、b、c分別與電阻R、電感L、電容C串聯(lián)，再將三者并聯(lián)，接在220V、50Hz的交變電壓兩端，三只燈泡亮度相同。若接在220V、40Hz的交變電壓兩端。分析：三只燈泡的亮度變化；總結(jié)：1.電阻：對(duì)直流、交流均有阻礙作用；2.電感：通直流阻交流，通低頻阻高頻；3.電容：通交流隔直流、通高頻阻低頻；（2）有些電源輸出的電流既有交流成分又有直流成分，而我們只需要穩(wěn)定的直流，不希望其中混有太多的交流成分，這時(shí)可以采用如圖所示的電路；為了盡量減小R2上的交流成分，下列正確的是(

)A．選電容小的電容器，選自感系數(shù)大的電感器B．選電容小的電容器，選自感系數(shù)小的電感器C．選電容大的電容器，選自感系數(shù)大的電感器D．選電容大的電容器，選自感系數(shù)小的電感器（3）如圖所示，線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的bc邊以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為εm，閉合回路中兩只燈泡均能正常發(fā)光。則(

)A．從圖中位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式為e＝εmsinωtB．增大線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值εm不變C．增大電容器C兩極板間的正對(duì)面積時(shí)，燈泡A1變亮D．抽去電感器L的鐵芯時(shí)，燈泡A2變亮A燈亮度不變，b燈變亮，c燈變暗；CACD交變電流

—LC振蕩電路【例題2】（1）LC振蕩電路的電流隨時(shí)間變化的i-t圖像如圖所示。在t=0時(shí)刻，電容器的M板帶負(fù)電。在某段時(shí)間里，回路的磁場(chǎng)能在減小，而M板仍帶負(fù)電，則這段時(shí)間對(duì)應(yīng)圖像中（）A．Oa段 B．a(chǎn)b段 C．bc段 D．cd段總結(jié)：1.放電：電流I及磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能；充電反之；2.右手螺旋定律判斷電流方向及極板正負(fù)；（2）LC振蕩電路中，某時(shí)刻的磁場(chǎng)方向如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．若磁場(chǎng)正在減弱，則電容器正在充電，電流由b向aB．若磁場(chǎng)正在減弱，則電場(chǎng)能正在增大，電容器上極板帶負(fù)電C．若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，則電場(chǎng)能正在減小，電容器上極板帶正電D．若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，則電容器正在放電，電流方向由a向b（3）無(wú)線話筒是一個(gè)將聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并發(fā)射出去的裝置，其內(nèi)部電路中有一部分是LC振蕩電路。若話筒使用時(shí)，某時(shí)刻，話筒中LC振蕩電路中磁場(chǎng)方向如圖所示，且電流正在減小，下列說(shuō)法正確的是（）A．電容器正在放電，極板上的電荷量正在減少B．電容器下板帶負(fù)電C．俯視看，線圈中電流沿逆時(shí)針?lè)较駾．電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化DC交變電流

—LC振蕩電路D【例題3】（1）為測(cè)量?jī)?chǔ)物罐中不導(dǎo)電液體的高度，有人設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)液面高度變化的傳感器。將與儲(chǔ)物罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容C置于儲(chǔ)罐中，電容C可通過(guò)開(kāi)關(guān)S與電感或電源相連，如圖所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)從a撥到b時(shí)，由電感L和電容C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生振蕩電流。通過(guò)檢測(cè)振蕩電流頻率的變化，可以推知液面的升降情況。關(guān)于此裝置下面說(shuō)法正確的是（）A．電源電動(dòng)勢(shì)越小，則振蕩電流的頻率越低B．當(dāng)電路中電流最大時(shí)，電容器兩端電壓也最大C．開(kāi)關(guān)a撥向b瞬間，電感L的自感電動(dòng)勢(shì)為最大D．檢測(cè)到振蕩電流的頻率增加，說(shuō)明液面高度在升高總結(jié)：1.熟記周期及頻率表達(dá)式；分析周期及頻率變化的原因；2.充電完畢：電場(chǎng)能及極板電壓最大，磁場(chǎng)能及回路電流最小；（2）車輛智能道閘系統(tǒng)的簡(jiǎn)化原理圖如圖甲所示，預(yù)埋在地面下的地感線圈L和電容器C構(gòu)成LC振蕩電路，當(dāng)車輛靠近地感線圈時(shí)，線圈自感系數(shù)變大，使得振蕩電流頻率發(fā)生變化，檢測(cè)器將該信號(hào)發(fā)送至車牌識(shí)別器，從而向閘機(jī)發(fā)送起桿或落桿指令。某段時(shí)間振蕩電路中的電流一時(shí)間關(guān)系圖像如圖乙所示，則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．t1時(shí)刻電容器兩端的電壓為零B．t1~t2時(shí)間內(nèi)，線圈的磁場(chǎng)能逐漸增大C．汽車靠近線圈時(shí)，振蕩電流的頻率變小D．t3~t4時(shí)間內(nèi)，汽車正在靠近地感線圈交變電流

—LC振蕩電路CAC【例題4】簡(jiǎn)諧振動(dòng)是物理學(xué)中很重要的一種運(yùn)動(dòng)形式，不同的簡(jiǎn)諧振動(dòng)現(xiàn)象各異，但卻遵循著相似的規(guī)律。例如，一個(gè)質(zhì)量為m，勁度系數(shù)為k的彈簧振子，其位移x隨時(shí)間t按正余弦規(guī)律做周期性變化，周期公式是：，同時(shí)在振子周期性運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中其動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，但總能量保持不變，即：，其中E為系統(tǒng)的總能量，

為振子位移為x時(shí)的瞬時(shí)速度。結(jié)合簡(jiǎn)諧振動(dòng)的上述知識(shí)，通過(guò)類比的方法分析下面幾個(gè)問(wèn)題。（1）如圖1所示，在LC振蕩電路中，電容器極板上的帶電量q與電路中的電流隨時(shí)間t都是按正余弦規(guī)律做周期性變化的。同時(shí)線圈儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能和電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能相互轉(zhuǎn)化，但總能量E保持不變，即：。其中L為線圈的自感系數(shù)，C為電容器的電容。類比彈簧振子中的各物理量，電容器極板上的帶電量q相當(dāng)于彈簧振子中的哪個(gè)物理量？并類比簡(jiǎn)諧振動(dòng)公式寫(xiě)出LC振蕩的周期公式；（2）如圖2所示，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，小球質(zhì)量為m的單擺，當(dāng)最大偏角較小時(shí)，擺動(dòng)過(guò)程中其擺角隨時(shí)間也是按正余弦規(guī)律變化的。寫(xiě)出單擺擺角為θ、小球角速度為ω時(shí)系統(tǒng)總能量的表達(dá)式，并類比彈簧振子的規(guī)律求出單擺擺動(dòng)的周期；（已知θ很小時(shí)，cosθ≈1-(θ2/2)）（3）如圖3所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿（質(zhì)量不計(jì)），一端可繞固定在O點(diǎn)的光滑軸承在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，在距點(diǎn)為L(zhǎng)/2和L處分別固定一個(gè)質(zhì)量為m、可看作質(zhì)點(diǎn)的小球。類比彈簧振子的規(guī)律求出系統(tǒng)在豎直平面內(nèi)做小角度擺動(dòng)時(shí)的周期。

交變電流

—LC振蕩電路交變電流

—LC振蕩電路能量表達(dá)式周期表達(dá)式動(dòng)力學(xué)表達(dá)式彈簧振子LC振蕩電路（1）（2）（3）取距下面小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的上方L/4處為重力勢(shì)能零勢(shì)能面；總結(jié)：1.通過(guò)類比學(xué)習(xí)法理解物理過(guò)程及物理量間的對(duì)比，還可以幫助求解數(shù)學(xué)方程，從而得到周期表達(dá)式；2.彈簧振子模型中位移x與速度v為求導(dǎo)關(guān)系，對(duì)應(yīng)LC振蕩電路中是電荷量q與電流i，對(duì)應(yīng)單擺是擺角θ與角速度ω；例題1例題2例題3例題4交變電流

—LC振蕩電路【例題1】（1）如圖所示，三只完全相同的燈泡a、b、c分別與電阻R、電感L、電容C串聯(lián)，再將三者并聯(lián)，接在220V、50Hz的交變電壓兩端，三只燈泡亮度相同。若接在220V、40Hz的交變電壓兩端。分析：三只燈泡的亮度變化；（2）有些電源輸出的電流既有交流成分又有直流成分，而我們只需要穩(wěn)定的直流，不希望其中混有太多的交流成分，這時(shí)可以采用如圖所示的電路；為了盡量減小R2上的交流成分，下列正確的是(

)A．選電容小的電容器，選自感系數(shù)大的電感器B．選電容小的電容器，選自感系數(shù)小的電感器C．選電容大的電容器，選自感系數(shù)大的電感器D．選電容大的電容器，選自感系數(shù)小的電感器（3）如圖所示，線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的bc邊以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為εm，閉合回路中兩只燈泡均能正常發(fā)光。則(

)A．從圖中位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式為e＝εmsinωtB．增大線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值εm不變C．增大電容器C兩極板間的正對(duì)面積時(shí)，燈泡A1變亮D．抽去電感器L的鐵芯時(shí)，燈泡A2變亮A燈亮度不變，b燈變亮，c燈變暗；CACD例題1例題2例題3例題4交變電流

—LC振蕩電路【例題2】（1）LC振蕩電路的電流隨時(shí)間變化的i-t圖像如圖所示。在t=0時(shí)刻，電容器的M板帶負(fù)電。在某段時(shí)間里，回路的磁場(chǎng)能在減小，而M板仍帶負(fù)電，則這段時(shí)間對(duì)應(yīng)圖像中（）A．Oa段 B．a(chǎn)b段 C．bc段 D．cd段（2）LC振蕩電路中，某時(shí)刻的磁場(chǎng)方向如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．若磁場(chǎng)正在減弱，則電容器正在充電，電流由b向aB．若磁場(chǎng)正在減弱，則電場(chǎng)能正在增大，電容器上極板帶負(fù)電C．若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，則電場(chǎng)能正在減小，電容器上極板帶正電D．若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，則電容器正在放電，電流方向由a向b（3）無(wú)線話筒是一個(gè)將聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并發(fā)射出去的裝置，其內(nèi)部電路中有一部分是LC振蕩電路。若話筒使用時(shí)，某時(shí)刻，話筒中LC振蕩電路中磁場(chǎng)方向如圖所示，且電流正在減小，下列說(shuō)法正確的是（）A．電容器正在放電，極板上的電荷量正在減少B．電容器下板帶負(fù)電C．俯視看，線圈中電流沿逆時(shí)針?lè)较駾．電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化DCD【例題3】（1）為測(cè)量?jī)?chǔ)物罐中不導(dǎo)電液體的高度，有人設(shè)計(jì)了一個(gè)監(jiān)測(cè)液面高度變化的傳感器。將與儲(chǔ)物罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容C置于儲(chǔ)罐中，電容C可通過(guò)開(kāi)關(guān)S與電感或電源相連，如圖所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)從a撥到b時(shí)，由電感L和電容C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生振蕩電流。通過(guò)檢測(cè)振蕩電流頻率的變化，可以推知液面的升降情況。關(guān)于此裝置下面說(shuō)法正確的是（）A．電源電動(dòng)勢(shì)越小，則振蕩電流的頻率越低B．當(dāng)電路中電流最大時(shí)，電容器兩端電壓也最大C．開(kāi)關(guān)a撥向b瞬間，電感L的自感電動(dòng)勢(shì)為最大D．檢測(cè)到振蕩電流的頻率增加，說(shuō)明液面高度在升高（2）車輛智能道閘系統(tǒng)的簡(jiǎn)化原理圖如圖甲所示，預(yù)埋在地面下的地感線圈L和電容器C構(gòu)成LC振蕩電路，當(dāng)車輛靠近地感線圈時(shí)，線圈自感系數(shù)變大，使得振蕩電流頻率發(fā)生變化，檢測(cè)器將該信號(hào)發(fā)送至車牌識(shí)別器，從而向閘機(jī)發(fā)送起桿或落桿指令。某段時(shí)間振蕩電路中的電流一時(shí)間關(guān)系圖像如圖乙所示，則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．t1時(shí)刻電容器兩端的電壓為零B．t1~t2時(shí)間內(nèi)，線圈的磁場(chǎng)能逐漸增大C．汽車靠近線圈時(shí)，振蕩電流的頻率變小D．t3~t4時(shí)間內(nèi)，汽車正在靠近地感線圈CAC例題1例題2例題3例題4交變電流

—LC振蕩電路例題1例題2例題3例題4交變電流

—LC振蕩電路【例題4】簡(jiǎn)譜振動(dòng)是物理學(xué)中很重要的一種運(yùn)動(dòng)形式，不同的簡(jiǎn)譜振動(dòng)現(xiàn)象各異，但卻遵循著相似的規(guī)律。例如，一個(gè)質(zhì)量為m，勁度系數(shù)為k的彈簧振子，其位移x隨時(shí)間t按正余弦規(guī)律做周期性變化，周期公式是：，同時(shí)在振子周期性運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中其動(dòng)能和能相互轉(zhuǎn)化，但總能量保持不變，即：，其中E為系統(tǒng)的總能量，

為振子位移為x時(shí)的瞬時(shí)速度。結(jié)合簡(jiǎn)諧振動(dòng)的上述知識(shí)，通過(guò)類比的方法分析下面幾個(gè)問(wèn)題。（1）如圖1所示，在LC振蕩電路中，電容器極板上的帶電量q與電路中的電流隨時(shí)間t都是按正余弦規(guī)律做周期性變化的。同時(shí)線圈儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能和電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能相互轉(zhuǎn)化，但總能量E保持不變，即：。其中L為線圈的自感系數(shù)，C為電容器的電容。類比彈簧振子中的各物理量，電容器極板上的帶電量q相當(dāng)于彈簧振子中的哪個(gè)物理量？并類比簡(jiǎn)諧振動(dòng)公式寫(xiě)出LC振蕩的周期公式；（2）如圖2所示，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，小球質(zhì)量為m的單擺，當(dāng)最大偏角較小時(shí)，擺動(dòng)過(guò)程中其擺角隨時(shí)間也是按正余弦規(guī)律變化的。寫(xiě)出單擺擺角為θ、小球角速度為ω時(shí)系統(tǒng)總能量的表達(dá)式，并類比彈簧振子的規(guī)律求出單擺擺動(dòng)的周期；（已知θ很小時(shí)，cosθ≈1-(θ2/2)）（3）如圖3所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿（質(zhì)量不計(jì)），一端可繞固定在O點(diǎn)的光滑軸承在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，在距點(diǎn)為L(zhǎng)/2和L處分別固定一個(gè)質(zhì)量為m、可看作質(zhì)點(diǎn)的小球。類比彈簧振子的規(guī)律求出系統(tǒng)在豎直平面內(nèi)做小角度擺動(dòng)時(shí)的周期。本節(jié)重點(diǎn)：交變電流

—LC振蕩電路1.LC振蕩電路：t=0t=T/4t=T/2t=3T/4q最大，u最大i最小，B最小q最小，u最小i最大，B最大q最大，u最大i最小，B最小q最小，u最小i最大，B最大q最大，u最大i最小，B最小放電反向充電反向放電充電t=T2.彈簧振子與LC振蕩電路對(duì)比：能量表達(dá)式周期表達(dá)式動(dòng)力學(xué)表達(dá)式彈簧振子LC振蕩電路交變電流（4/9）講解人：王老師謝謝觀看交變電流

—LC振蕩電路相關(guān)知識(shí)：交變電流

—產(chǎn)生和描述3.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)求解：一般位置（從中性面開(kāi)始）：×××××××××BωL1L2×××××××××BωL1L2相關(guān)知識(shí)：1.感生電動(dòng)勢(shì)中的ε（I）-t圖像及P安-t圖像：電磁感應(yīng)

—圖像問(wèn)題ε（I）TOε（I）0t-ε（I）0PTOP0t電動(dòng)勢(shì)、電流及功率：××××RrabBSBTOB0t-B0感生電動(dòng)勢(shì)：【例題3】（1）圖甲所示，將阻值為的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的正弦交變電源上，電阻上電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，電流表為理想電表，下列說(shuō)法正確的是（）A．電阻R兩端電壓表達(dá)式u=2.5sin100πt(V)

B．電阻R消耗的電功率為1.25WC．若此交變電流由一矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生，如圖丙所示，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)速提升一倍時(shí)，電流表示數(shù)為1AD．圖乙交變電流與圖丁所示電流的有效值之比為總結(jié)：1.同一類型圖像對(duì)比異同點(diǎn)，分析產(chǎn)生原因；2.不同類型圖像盡量寫(xiě)出函數(shù)解析式，分析最終狀態(tài)；交變電流

—“四值”問(wèn)題（有效值）（2）如圖，直角坐標(biāo)系xOy的1、3象限內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第1象限內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，第3象限內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均垂直于紙面向里?，F(xiàn)將半徑為L(zhǎng)、圓心角為90°的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度ω繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，回路電阻為R。求：①導(dǎo)線框感應(yīng)電流最大值；②線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量；③該交變電流的有效值。①②③【例題3】（1）交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是匝數(shù)n=100，邊長(zhǎng)L=20cm的正方形線圈，置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1/π(T)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞著垂直磁場(chǎng)方向的軸以ω=100π（rad/s）的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，已知線圈的電阻r=1Ω，外電路電阻R=99Ω。試求：①電動(dòng)勢(shì)的最大值εm；②交變電流的有效值I；③外電阻R上消耗的功率PR?？偨Y(jié)：1.同一類型圖像對(duì)比異同點(diǎn)，分析產(chǎn)生原因；2.不同類型圖像盡量寫(xiě)出函數(shù)解析式，分析最終狀態(tài)；①②③交變電流

—“四值”問(wèn)題（有效值）（2）如圖，直角坐標(biāo)系xOy的1、3象限內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第1象限內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，第3象限內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均垂直于紙面向里?，F(xiàn)將半徑為L(zhǎng)、圓心角為90°的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度ω繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，回路電阻為R。求：①導(dǎo)線框感應(yīng)電流最大值；②線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量；③該交變電流的有效值。①②③相關(guān)知識(shí)：方波交變電流：iTOI1t-I2T/3iTOI1t-I2T/32T/32.交變電流的“有效值”：定義：讓交變電流和恒定電流分別通過(guò)相同電阻，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生熱量相等，這個(gè)恒定電流I、電壓U叫做這個(gè)交流的電流、電壓的有效值。物理意義：跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定、電動(dòng)勢(shì)、電壓或電流值；適用情境：①熱效應(yīng)；②用電器銘牌；③電流表及電壓表讀數(shù)；交變電流

—“四值”問(wèn)題（有效值）相關(guān)知識(shí)：2.交變電流的“有效值”：鋸齒波電流：iTOImtΔt2Δt3Δt4Δt……nΔt思想方法：微積分；電流瞬時(shí)值表達(dá)式：將周期T等分為n段：交變電流

—“四值”問(wèn)題（有效值）相關(guān)知識(shí)：2.交變電流的“有效值”：iTOI0t-I0T/2iTO2I0tT/3鋸齒波交變電流：交變電流

—“四值”問(wèn)題（有效值）iTOImt-Im相關(guān)知識(shí)：2.交變電流的“有效值”：i2RTOIm2Rt正弦波交變電流：iTOImt-Im交變電流

—“四值”問(wèn)題（有效值）相關(guān)知識(shí)：2.交變電流的“有效值”：正弦波交變電流：交變電流

—“四值”問(wèn)題（有效值）ITOImt-ImT/43T/4ITOI1t-I1I2-I2T/43T/4T/2ΦTOΦmt-Φm相關(guān)知識(shí)：3.電流“有效值”通用表達(dá)式：推理：iTOImtiTOImt-ImiTOImt交變電流

—“四值”問(wèn)題（有效值）【例題3】如圖甲所示，長(zhǎng)、寬分別為L(zhǎng)1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)。線框的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D（集流環(huán)）焊接在一起，并通過(guò)電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中B0、B1和t1均為已知。在0～t1的時(shí)間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場(chǎng)垂直；t1時(shí)刻后線框在外力的驅(qū)動(dòng)下開(kāi)始繞其豎直中心軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。求：①0～t1時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R的電流大小；②線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中電流通過(guò)電阻R產(chǎn)生的熱量；③線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量?？偨Y(jié)：1.掌握由旋轉(zhuǎn)切割磁感線導(dǎo)致的動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式；2.注意比較兩題的供電時(shí)間，題2中還存在磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化；交變電流

—“四值”問(wèn)題（有效值）【例題1】（1）下列關(guān)于交變電流的說(shuō)法正確的是()A．交流電氣設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值都是峰值B．用交流電流表和電壓表測(cè)定的數(shù)值都是瞬時(shí)值C．給定的交流數(shù)值，在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下是指有效值D．跟交變電流有相同的熱效應(yīng)的恒定電流的數(shù)值是交變電流的平均值總結(jié)：1.掌握正弦交流電瞬時(shí)值、最大值、有效值及平均值的表示方法；2.注意各值在實(shí)際生活中的物理意義；（2）如圖甲所示為發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。發(fā)電機(jī)線圈的內(nèi)阻為10Ω，外接電阻阻值為100Ω，說(shuō)法正確的（）A．交變電流的頻率為50HzB．t=0.01s時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零C．電流表測(cè)量的是交變電流的平均值D．電壓表的示數(shù)為311V交變電流