第十一章 交变电流 电磁场和电磁波

2007-2008 年度第一阶段物理高考总复习第十一章 交变电流 电磁场和电磁波一、正弦交变电流1. 正弦交变电流的产生当闭合线圈由中性面位置（图中 O1O2位置）开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数：e=Emsinωt，其中Em=nBSω。这就是正弦交变电流。2.交变电流的有效值交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流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，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值。⑴ 只有正弦交变电流的有效值才一定是最大值的/2 倍。⑵ 通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指有效值。（电容器的耐压值是交流的最大值。）3.正弦交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值正弦交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值的区别。以电动势为例：最大值用 Em表示，有效值用 E 表示，瞬时值用 e 表示，平均值用表示。它们的关系为：E=Em/，e=Emsinωt。平均值不常用，必要时要用法拉第电磁感应定律直接求：。特别要注意，有效值和平均值是不同的两个物理量，千万不可混淆。生活中用的市电电压为 220V，其最大值为 220V=311V（有时写为 310V），频率为50HZ，所以其电压即时值的表达式为 u=311sin314tV。例 1. 交流发电机的转子由 B∥S 的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为 14.1V，那么当线圈转过 30°时交流电压的瞬时值为＿＿V。解：电压表的示数为交流电压的有效值，由此可知最大值为 Um=U=20V。而转过 30°时刻的瞬时值为 u=Umcos30°=17.3V。例 2. 通过某电阻的周期性交变电流的图象如右。求该交流电的有效值I。解：该交流周期为 T=0.3s，前 t1=0.2s 为恒定电流 I1=3A，后 t2=0.1s 为恒定电流 I2= -6A，因此这一个周期内电流做的功可以求出来，根据有效值的定义，设有效值为 I，根据定义有： I 2RT=I12Rt1+ I22Rt2 带入数据计算得：I=3A 例 3. 交流发电机转子有 n 匝线圈，每匝线圈所围面积为 S，匀强磁场的磁感应强 本卷第 页（共 9 页）1BO1ωO2i/A3o t/s-60.2 0.3 0.5 0.62007-2008 年度第一阶段物理高考总复习度为 B，匀速转动的角速度为 ω，线圈内电阻为 r，外电路电阻为 R。当线圈由图中实线位置匀速转动 90°到达虚线位置过程中，求：⑴通过 R 的电荷量 q 为多少？⑵ R 上产...