专题02 交变电流【知识梳理】-2020-2021学年高二物理下学期期中专项复习（人教版）

专题02 交变电流 一、交变电流 1.交变电流:大小和方向随时间周期性变化的电流,简称交流。如图所示，其中甲图是正弦式交变电流： 2.直流:方向不随时间变化的电流,称为直流。如图所示： 3.恒定电流:大小和方向不随时间变化的电流,如图所示： 4.图象特点: (1)恒定电流的图象是一条与时间轴平行的直线。 (2)交变电流的图象随时间做周期性变化,如正弦交变电流的图象: 5.正弦式电流；随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦式电流，正弦式电流的图象是正弦曲线，我国市用的交变电流都是正弦式电流 6.中性面：中性面的特点是，线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零；线圈经过中性面时，内部的电流方向要发生改变。 7.正弦式交流电的产生和变化规律 （1）产生过程 （2）规律 函数形式：N匝面积为S的线圈以角速率ω转动，从某次经过中性面开始计时，则e=NBSωsinωt，用Em表示峰值NBSω，则e=Emsinωt，电流。 二、交变电流的变化关系 1.从两个特殊位置开始计时瞬时值的表达式: 从中性面位置开始计时 从与中性面垂直的位置开始计时 磁通量 Φ=Φmcosωt= BScos ωt Φ=Φmsin ωt =BSsinωt 感应电动势 e=Emsinωt =NBSωsin ωt e=Emcosωt =NBSωcosωt 电压 u=Umsinωt =sinωt u=Umcosωt=cosωt 电流 i=Imsinωt=sinωt i=Imcosωt=cosωt 2.峰值:表达式中的Em、Um、Im分别为电动势、电压和电流可能达到的最大值,叫作峰值。 峰值决定因素: ① 由线圈匝数n、磁感应强度B、转动角速度ω和线圈面积S决定。 ②与线圈的形状无关。 ③与转轴的位置无关。 3.正弦式交变电流的图象: 三、周期和频率 1.周期、频率、角速度和转速: 物理量 定义 单位 公式 意义 周期 交变电流完成一次周期性变化所需的时间 秒 T= 周期越大,则交流电变化越慢 频率 交变电流在1 s内完成周期性变化的次数 单位是赫兹,符号是Hz f= Tf=1 频率越大,则交流电变化越快 角速度 产生交变电流的线圈单位时间转过的弧度 弧度每秒(rad/s) ω==2πf 角速度越大,则交变电流变