《交流电、电磁振荡、电磁波》复习教学设计

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  • 资源类别: 通用 / 高中教案 / 高考复习教案
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  • 更新时间: 2010/1/15 19:56:14
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约8840字。
  课    题: 交流电、电磁振荡电磁波     类型:复习课 
  交流电的产生及变化规律 
  一、交变电流的产生 
  1.交变电流的定义:大小和方向都随时间作周期性变化的电流,叫做交变电流。 
  2.正弦交变电流:按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流,正弦式电流产生于在匀强电场中,绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里,正弦交变电流的图象是正弦函数曲线.线圈每转动一周,感应电流的方向改变两次。 
  3.产生方法:将一个平面线圈置于匀强磁场中,并使它绕垂直于磁感线的轴做匀速转动,线圈中就会产生出正(余)弦交变电流. 
  注意:只有线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时才能产生正(余)弦交变电流. 
  二.正弦交流电的变化规律   线框在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动. 
  1.当从图12—2即中性面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:        
  ωt是从该位置经t时间线框转过的角度;ωt也是线速度V与磁感应强度B的夹角;。是线框面与中性面的夹角 
  2.当从图12—1位置开始计时:  则:e=εmcosωt, i=Imcosωt 
  ωt是线框在时间t转过的角度;是线框与磁感应强度B的夹角;此时V、B间夹角为(π/2一ωt). 
  3.对于单匝矩形线圈=2Blv=BSω;对于n匝面积为S的线圈=nBSω。对于总电阻为R的闭合电路=  
  三.几个物理量 
  1.中性面:与磁场方向垂直的平面叫中性面.如图12—2所示的位置为中性面,对它进行以下说明: 
  中性面的特点:(1) 此位置穿过线框的磁通量最多. 
  (2) 但此位置磁通量的变化率为零.感应电动势为零.所以 e=εmsinωt=0, i=Imsinωt=0 
  (3) 此位置是电流方向发生变化的位置,具体对应图12-3中的t2,t4时刻,线圈转动一周,2次经过中性面.电流的方向改变两次,频率为50Hz的交流电每秒方向改变100次. 
  2.交流电的最大值: εm=BωS   当为N匝时  
  (1) ω是匀速转动的角速度,其单位一定为弧度/秒,nad/s  
  (2) 最大值对应的位置与中性面垂直,即线框面与磁感应强度B在同一直线上. 
  (3) 最大值对应图12-3中的t1、t2时刻,每周中出现两次. 
  3.瞬时值 交变电流某一时刻的值,瞬时值是时间的函数,不同时刻,瞬时值不同e=εmsinωt, i=Imsinωt代入时间即可求出.过写瞬时值时,不要忘记写单位,如εm=220 V,ω=100π,则e=220 sin100πtV,不可忘记写伏,电流同样如此. 
  4.有效值:为了度量交流电做功情况人们引入有效值,它是根据电流的热效应而定的.就是分别用交流电,直流电通过相同阻值的电阻,在相同时间内产生的热量相同,则直流电的值为交流电的有效值. 
  (1) 有效值跟最大值的关系εm= U有效,Im= I有效       (2)伏特表与安培表读数为有效值. 
  (3) 用电器铭牌上标明的电压、电流值是指有效值. 
  5.平均值:交变电流的平均值是交变电流图象中波形与横轴(t轴)所围的面积跟时间的比值.其数值可以用 计算. 
  某段时间内的交变电流的平均值不等于这段时间始、终时刻瞬时值的算术平均值.例在0~ 内, . 
  注:如何应用交变电流的四值? 
  ①在研究电容器的耐压值时只能用峰值. 
  ②在研究交变电流做功、电功率及产生热量时,只能用有效值. 
  ③在研究交变电流通过导体截面电量时,只能用平均值. 
  ④在研究某一时刻线圈受到的电磁力矩时,只能用瞬时值. 
  另外,各种交流电表指示的电压、电流和交流电器上标注的额定电
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