角速度单位(角速度单位rad)

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新学期预习丨物理圆周运动知识点汇总

【知识点1】 匀速圆周运动及其描述

一、描述匀速圆周运动的快慢

1.线速度

(1)定义:线速度的大小等于质点通过的弧长s跟通过这段弧长所用时间t的比值。

(2)公式:v=s/t

(3)意义:描述做圆周运动的物体的运动快慢。

(4)方向:物体在某一时刻或某一位置的线速度方向就是圆弧上该点的切线方向。

2.角速度

(1)定义:在圆周运动中,质点所在半径转过的角度θ和所用时间t的比值,就是物体转动的角速度。

(2)公式:ω=θ/t

(3)意义:描述物体绕圆心转动的快慢。匀速圆周运动的角速度是不变的。

(4)单位:在国际单位制中,角速度的单位是弧度每秒,符号为rad/s。

3.周期

(1)定义:做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的时间叫做周期。用T表示,单位是秒,符号是s。

(2)与频率的关系:T=1/f.

4.转速

(1)定义:做匀速圆周运动的物体,单位时间内转过的圈数称为转速n.

(2)单位:转/秒(r/s)或转/分(r/min)。

二、描述圆周运动的物理量及其关系

1.角速度、周期、转速之间的关系ω=2π/T=2nπ

即角速度与周期成反比,与转速成正比。

(1)转速n的单位为r/s.

(2)ω、T、n三个量中任意一个确定,其余两个也就确定。

2.线速度与角速度的关系v=rω

r一定时,v∝ω,如圆盘转动时,圆盘上某点的ω越大则v越大

ω一定时,v∝r,如时钟的分针转动时,分针上各质点的ω相同,但分针上离圆心越远的质点,r越大,v也越大

v一定时,ω∝1/r,如皮带传动装置中,两轮边缘上各点线速度大小相等,但大轮的r较大,ω较小

3.线速度与周期的关系v=2πr/T,即当半径r相同时,周期小的线速度大。

特别提醒:

(1)v、ω、r是瞬时对应关系,只有控制一个量不变,才能确定另外两个量是正比还是反比关系。

(2)描述匀速圆周运动的线速度大小不变,方向时刻变化,即线速度是变化的,而角速度、周期、转速是不变的。

【知识点2】 三种传动方式

1.皮带传动(同一皮带不打滑)

(1)线速度:和皮带相连的两轮边缘线速度大小相等v1=v2

(2)角速度:ω1:ω2=r2:r1

(3)转速:n1:n2=r2:r1

(3)周期:T1:T2=r1:r2

2.齿轮传动

A点和B点分别是两个齿轮边缘上的点,两个齿轮轮齿啮合。齿轮转动时,它们的线速度、角速度、周期存在以下定量关系:

vA=vB,ωA:ωB=r2:r1,TA:TB=r1:r2

两点转动方向相反。

3.同轴传动

同轴传动装置中各点的角速度相同,转速相同,周期相同,距转轴上不同半径的各点线速度大小不同,即vA:vB=r1:r2.

特别提醒:在解答传动装置中各物理量间的关系时,首先确定相同的量是线速度还是角速度,从而确定其他各量间的关系。齿轮传动和链条传动跟皮带传动相似。

【知识点3】 向心力

1.向心力的来源:向心力是根据力的作用效果命名的。可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力,可以是某几个力的合力,也可以是某个力的分力。

2.向心力的大小

F=ma=mv2/r=mω2r=mvω=m(2π/T)2r=m(2πn)2r

3.对公式的理解

(1)向心力公式既适用于匀速圆周运动,也适用于非匀速圆周运动。

(2)向心力公式具有瞬时性,即式中各量对应同一时刻。

(3)当m、ω一定时,由F知F∝r;

当m、v一定时,由F=mv2/r 知 F∝1/r。

特别提醒:

(1)在匀速圆周运动中,物体所受的合外力一定指向圆心,充当向心力。非匀速圆周运动的合外力不指向圆心,合外力的法向分力为向心力。

(2)任何情况的圆周运动,向心力的方向一定指向圆心,向心力是做圆周运动的物体需要的一个指向圆心的力,而不是物体又受到一个新的力。

【知识点4】 向心加速度

1、向心加速度

(1)定义:任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心。这个加速度叫做向心加速度。

(2)公式:①an=v2/r;②an=ω2r。

(3)方向:沿半径方向指向圆心,时刻与线速度方向垂直。

2、向心加速度的方向及意义

(1)物理意义:

描述线速度改变的快慢,只表示线速度的方向变化的快慢,不表示其大小变化的快慢。

(2)方向:

总是沿着圆周运动的半径指向圆心,即方向始终与运动方向垂直,方向时刻改变。

(3)圆周运动的性质:

不论加速度an的大小是否变化,an的方向是时刻改变的,所以圆周运动一定是变加速曲线运动。

3、向心加速度的公式和应用

(1)公式

an=v2/r=ω2r=4π2r/T2=4π2n2r=4π2f 2r=ωv.

(2)an与r 的关系

图象如图所示:

(3)理解

①当匀速圆周运动的半径一定时,向心加速度的大小与角速度的平方成正比,也与线速度的平方成正比,随频率的增加或周期的减小而增大。

②当角速度一定时,向心加速度与运动半径成正比。

③当线速度一定时,向心加速度与运动半径成反比。

【知识点5】 生活中的圆周运动

一、车辆转弯

1.自行车(或摩托车)转弯

我们在骑自行车转弯时,有向外滑出的趋势,地面对自行车有指向内侧的静摩擦力F1,这个静摩擦力提供自行车转弯时所需的向心力。

根据向心力公式有F=F1=mv2/r,从公式中可以看出,转弯时所需的向心力与转弯时的速率及半径有关,如果转弯时的速率过大,静摩擦力不能满足转弯需要。

2.汽车转弯

汽车在水平路面上转弯时的向心力也来源于地面的静摩擦力,根据向心力公式有F=F1=mv2/r,转弯时所需的向心力与转弯时的速率及半径有关,如果转弯时的速率过大,静摩擦力不能满足转弯需要。

3.汽车在倾斜路面上转弯

车受重力mg及路面的弹力FN作用,这两个力的合力F水平并指向圆周弯道的圆心,充当向心力,

由图可知:F=mgtanθ,依据牛顿第二定律有 mgtanθ=mv2/r。

总结:(1)路面水平时转弯所需的向心力由静摩擦力力提供,若转弯半径为r,路面与车轮之间的最大静摩擦力为车重的k倍,汽车转弯的最大速度为

(2)高速公路的转弯处,公路的外沿设计得比内沿略高,若汽车以设计速度转弯时,汽车转弯的向心力由重力和弹力的合力提供.

4.火车转弯

(1)火车转弯时的特点:火车转弯时实际是在做圆周运动,因而具有向心加速度,需要向心力。

(2)向心力的来源

①如果转弯处内外轨一样高,则由外轨道对轮缘的弹力提供向心力,这样,铁轨和车轮极易受损。

②如果转弯处外轨略高于内轨,此时铁轨对火车的支持力不再是竖直的,而是斜向弯道内侧,它与重力的合力指向圆心,为火车转弯提供了一部分向心力,减轻了轮缘与外轨的挤压。适当设计内外轨的高度差,火车以规定的速度行驶时,转弯时所需的向心力几乎完全由重力与支持力的合力来提供。

二、航天器中的失重现象

航天员在航天器中绕地球做匀速圆周运动时,航天员只受地球引力,引力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需的向心力F=mv2/R,所以处于失重状态。

航天器绕地球做匀速圆周运动,假设它的线速度的大小为v,轨道半径近似等于地球半径R,航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重mg。

求:座舱对航天员的支持力为多少?

mg-FN=mv2/r,得FN=mg-mv2/r

当时V=

,座舱对航天员的支持力FN=0 ,航天员处于完全失重。

正是由于地球引力的存在,才使航天器连同其中的人和物体绕地球做圆周运动。

三、竖直面内的圆周运动

1.汽车过拱形桥

质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进,设桥面的圆弧半径为r,分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。

汽车在竖直方向受到重力G和桥的支持力FN,它们的合力就是使汽车做圆周运动的向心力F。鉴于向心加速度的方向是竖直向下的,故合力为F=G-FN

当汽车通过桥的最高点时,根据牛顿第二定律F=ma,有F=mv2/r

所以G-FN=mv2/r

由此解出桥对车的支持力FN=G-mv2/r

汽车的速度越大,汽车对桥的压力越小。

2.轻绳模型

轻绳只能提供拉力,在最高点时,物体所受重力和绳的拉力的合力提供向心力,G+F=mv2/r

恰好过最高点条件:F=0,此时G=mv2/r

3.轻杆模型

轻杆既能提供拉力,又能提供支持力,在最高点时,物体所受重力和杆的拉力或支持力的合力提供向心力,G+F=mv2/r。

V>

时,轻杆提供拉力;V<

时,轻杆提供支持力;V=

时,轻杆恰好无作用力。

【知识点6】 离心运动和向心运动

1.离心运动的本质:由于物体具有惯性,物体做圆周运动时总有沿切线方向飞出的趋势。

2.离心运动的受力特点:物体做离心运动并非受到离心力作用,而是外力不能提供足够的向心力。

3.合外力与向心力的大小关系对圆周运动的影响(如图所示):

(1)若F合=mrω2或F合=mv2/r,物体做匀速圆周运动,即“提供”满足“需要”。

(2)若F合>mrω2或F合>mv2/r,物体做半径变小的近心运动,即“提供过度”,也就是“提供”大于“需要”。

(3)若F合<mrω2或F合<mv2/r,则外力不足以将物体拉回到原轨道上,而做离心运动,即“需要”大于“提供”或“提供不足”。

(4)若F合=0,则物体沿切线方向做直线运动。

特别提醒:

(1)离心运动不是物体沿半径方向飞出,而是物体沿切线或沿圆与切线之间的某一曲线运动。

(2)离心运动的本质是惯性,而不是物体受到了“离心力”的作用。

4.离心现象的应用、危害与防止

(1)应用:离心干燥器、离心分离器、脱水桶、投掷链球。

(2)危害与防止:车辆转弯时易出现交通事故,拐弯时应减小速度。

「知识点」电工的入门基础,你掌握了多少?

电路的基本概念电路和电路图

1.1.1电路是为了某种需要,将电气设备和电子元器件按照一定方式连接起来的电流通路。

1.1.2电路图是为了研究和工程的实际需要,用国家标准化符合绘制的、表示电路设备装置组成和连接关系的简图。

1.1.3电路一般都是由电源、负载、控制设备和连接导线四个基本部分组成的,如图1 所示。

1.2电路的基本物理量

1.2.1 电荷、电场和电场强度

带电的基本粒子称为电荷,失去电子带正电的粒子叫正电荷,失去电子带负电的粒子叫负电荷。电荷的多少用电量或电荷量来表示;电量的 符号是Q,单位C(库仑)。 电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。电场对放入其中的电荷有作用力,这种力称为电场力。电场的强弱用电场强度表 示,符号为E,单位V/m。

1.2.2电流和电流密度

电流是电路中既有大小又有方向的物理量。电荷在导体中的定向移动形成电流。电流方向规定为正电荷移动的方向,与电子移动的方向相 反。 直流电是指方向不随时间做周期性变化,但大小可能不固定的电流。交流电是指大小和方向时间做周期性变化的电流。

1.2.3电位、电压和电动势

电位,也称电势,是衡量电荷在电路中某点所具有能量的物理量,单位是V,伏特。 导体两端的电位差,即电压。电压是衡量电场做功本领大小的物理量。 电动势是指衡量电源内部的正电荷从电源的负极推动到正极、将非电能转换成电能本领大小的物理量,符号为E,单位是V,伏特。电动势在 电路中既有大小也有方向,方向规定为从低电位点指向高电位点,即从电源的负极指向正极。

1.2.4 电阻

电阻是电流遇到的阻力,用符号R或者r表示。导体的电阻与其材料的电阻率和长度成正比,而与其横截面积成反比。电阻率是单位长度、单 位截面积导体的电阻,不同材料导体的电阻率不尽相同。20℃时导体的电阻计算公式为:

R为导体电阻,单位Ω,欧姆,L为导体的长度,单位为m;S为导体的截面积,单位是mm2,ρ为导体的电阻率,单位Ω•mm2/m。 电阻是导体的自身的特性,与导体的材料、温度、光度等有关系。绝大多数的金属材料温度升高时,电阻将增大。

1.2.5瞬时值和最大值

在交流电路中,交流电在每一瞬间时的电动势、电压和电流的数值叫做电动势、电压和电流的瞬时值,分别用符号e、u和i表示。 瞬时值中最大的数值,叫做交流电的最大值,用符号Em、Im、Um表示。瞬时值和最大值的关系表示:

1.2.6周期、频率和角频率

交流电每交变一次(或一周)所需的时间叫做周期,用符号T表示,单位为s(秒)。 每秒内交流电交变的周期数或者次数叫做频率,用符号f表示,单位为Hz(赫兹)。 周期和频率为倒数关系,即

角速度是单位时间内变化的电角度,又称角频率,符号为ω,单位为rad/s。有定义可知,导线旋转一周,角度变化2π弧度,所需时间为一个 周期T,即

频率、周期和角频率都是反应交流电重复变化快慢的物理量。我国交流电频率为50Hz,每秒变化50个周期,周期为0.02s,角频率为 314rad/s。

1.2.7相位、初相位、相位差

相位:反应正弦量变化进程的量,它确定正弦量每一瞬时的状态,(ωt+ϕ)称为相位角,简称相位。其中,(ωt+ϕ)及ωt是表示正弦交流 电瞬时变化的一个量,称为相位或者相角,不同的相位对应不同的瞬时值。t=0时的相位,称之为初相位或者初相角。初相位与计时起点有 关,因此可正可负,也可以为零。

最大值、频率和初相角是确定正弦量的三要素。

相位差 在任一瞬间,两个同频率正弦交流电的相位之差叫作相位差。相位差就是初相位之差,它与时间及角频率无关。

当相位差为零时,他们的初相位相同,即表示两个交流电同时达到零值或者最大值,这叫作同相。若一个交流电比另一个交流电早到零位或 正的最大值,则前者叫作超前,后者叫作滞后。如果两者相位差为180°,即表示同时到达零位或符号相反的最大值,叫作反相。

有效值

正弦交流电的大小和方向随时在变。用与热效应相等的直流电流值来表示交流电流的大小。这个值就叫做交流电的有效值。用大写字面I表 示。同理可得交流电动势与交流电压的有效值分别是E、U。 正弦交流电的有效值和最大值的关系:

1.2.8电功和电功率 电流所作的功叫做电功,用符号 ―W表示.电功的大小与电路中的电流、电压及通电时间成正比,计算公式为W=UIT=I2RT。

电功及电能量的单位名称是焦耳,用符号 ―J表示;也称千瓦/时,用符号 ―KWH表示。1KWH=3.6MJ

电流在单位时间内所作的功叫电功率,用符号 ―P表示。计算公式为

电功率单位名称为 ―瓦或 ―千瓦,用符号 ―W或 ―KW表示;也可称 ―马力. 1马力=736W 1KW = 1.36马力

欧姆定律2.1 部分电路的欧姆定律 欧姆定律是反映电路中电压、电流和电阻之间关系的定律。欧姆定律指出,当导体温度不变时,通过导体的电流与加在导体两端的电压成正 比,而与其电阻成反比。即:

2.2 全电路的欧姆定律 包含电源的闭合电路称为全电路。全电路的欧姆定律指,电流的大小与电源的电动势成正比,而与电源内部电阻r0与负载电阻(R)之和 (r0+R)成反比,即

3. 基尔霍夫定律

角速度单位(角速度单位rad)插图

3.1 基尔霍夫电流定律

对于电路中任一节点,流入节点的电流之和恒等于流出节点的电流之和。电流是有大小和方向,即有正有负;绕行方向与电动势或电压降方 向一致的电流取正号,反之取负号,则电路中任意一节点的电流代数和为零,即

n表示被选定的节点上流入、流出电流的总支路数,m表示被选定的节点上任一选定的电流的支路。

3.2 基尔霍夫电压定律

对于电路中的任意一个回路,回路中各电源电动势的代数和等于各电阻上电压降的代数和,即:

注意:绕行方向与电动势或电压降方向一致的电压取正号,反之取负号。

磁与磁路感应

4.1磁场

磁场是一种看不见摸不着,存在于电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间的一种特殊形态的物质。磁场的存在表现为:使进入场域内的 磁针、磁体发生偏转或取向;对场域内的运动电荷施加作用力,即电流在磁场中受到力的作用。

磁场的强度用磁感应强度表示。磁感应强度大小为单位长度的单位直流电流在均匀磁场中所受到的作用力,即: B=F/IL

4.2 磁力线

在磁场中画一些曲线(虚线或实线表示),使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同(且磁感线互不交叉),这些曲线叫做 磁力线。磁力线是闭合曲线。规定小磁针的北极所指的方向为磁力线的方向。磁铁周围的磁力线都是从N极出来进入S极,在磁体内部磁力线 从S极到N极,如下图所示

4.3 磁导率

磁导率是表征磁介质磁性的物理量,常用符号µ表示,µ又称为绝对磁导率。µ等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比,即:

4.4 磁通 磁感应强度与磁场前进方向上某一面积的乘积称为磁通,数学公式为:

Φ为磁通符号,单位为Wb(韦伯)和Mx(麦克斯韦) 1Wb=10 4Mx B为磁感应强度符号,单位为T(特斯拉),S为面积符号,单位为m2

4.5 磁路

磁通的闭合回路称为磁路。

磁通在磁路中会遇到阻力,称为磁阻,用Rm表示

l与S分别为磁导体的长度、截面积;µ为材料的磁导率。

在磁路中,当磁阻大小不变时,磁通与礠动势成正比,即

N表示载流线圈的匝数,I表示导线通过的电流,N与I的乘积称为礠动势。

描述交变电流的物理量

一、周期和频率

周期和频率是描述交变电流变化快慢的物理量.

1.周期T

交变电流完成一次周期性变化所需的时间叫做它的周期,通常用T表示,单位是秒,符号是s.周期越大,交变电流变化得越慢.

2.频率f

交变电流在1s内完成周期性变化的次数叫做它的频率,通常用f表示,单位是赫兹,符号是Hz,频率越大,交变电流变化得越快.

3.角速度(圆频率)ω

线圈在匀强磁场中单位时间内转动的角度叫做角速度,通常用ω表示,单位是弧度每秒,符号是rad/s.角速度越大,交变电流变化得越快.

4.ω、T、f的关系

(1)周期和频率的关系:T=1/f或f=1/T.

(2)角速度与周期、频率的关系:ω=2π/T=2πf.

☞正弦式交变电流一个周期内电流的方向改变两次.

我国民用交变电流是频率为50Hz、周期为0.02s、每秒内电流的方向改变100次的正弦式交变电流.

☞影响正弦式交变电流周期和频率大小的因素是发电机转子的角速度ω.

☞与任何周期性变化过程一样,交变电流也要用周期或频率表示变化的快慢,线圈在垂直匀强磁场方向上匀速转动一周,交变电流恰好完成一次周期性变化,电动势、电流都按正弦规律变化一次,交变电流在一个周期内方向改变两次.

☞感觉不到日光灯闪烁的原因

我们知道日光灯接入的是交变电流,在一个周期内,日光灯明暗交替两次,也就是说日光灯实际上是时明时暗的,但我们为什么感觉不到日光灯的闪烁呢?

例题:有一正弦交流电源,电压有效值U=120V,频率为f=50Hz,向一霓虹灯供电,若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U₀=60√2V,试估算在一个小时内,霓虹灯发光时间有多长。为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象?

因为我国民用交变电流的周期是0.02s,也就是一秒内日光灯亮100次,暗100次,由于人的视觉有一个暂留现象,视觉神经受到外界光的刺激作用消失后,视觉还会保留一个短暂时间,这个时间约为0.05~0.1s,大于日光灯闪烁的时间间隔,故我们感觉不到日光灯闪烁.

5.转速n

产生交变电流的线圈单位时间内转过的圈数叫做转速,通常用n表示,单位是转每秒,符号是r/s.转速越大,交变电流变化得越快.

6.转速n与角速度ω的关系

(1)转速单位是r/s时,ω=2πn;

(2)转速单位是r/min时,ω=πn/30.

二、峰值和有效值

1.峰值

(1)交变电流的电压、电流所能达到的最大数值叫做峰值,可以用来表示电压的高低或电流的强弱.交变电流的电动势、电流、电压的峰值分别用Eₘ、Iₘ、Uₘ表示.

对于正弦式交变电流来说,峰值等于线圈转至与磁场方向平行位置时交变电流的瞬时值,例如n匝线圈(内阻为r)绕垂直于匀强磁场的转轴在磁场中匀速转动产生的正弦式交变电流的峰值可表示为Eₘ=nBsω,流过电阻的电流Iₘ=nBSω/R+r.

【注意】峰值不适合用来描述交变电流产生的效果.

☞与圆周运动一样

(2)应用:电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值,否则电容器就可能被击穿.

2.有效值

由于交变电流的大小和方向都可能随时间变化,它产生的效果也随时间变化,在实际中我们常常不研究它的瞬时效果,而是只要知道交变电流在某段时间内的平均效果即可,该平均效果下的电压值、电流值用有效值来表示.

定义:让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等,而这个恒定电流是、电压是U,我们就把U叫做这个交变电流的有效值.

☞对有效值的理解

从有效值的定义看,“有效”是指电流的热效应等效,要注意交变电流与恒定电流的效果相同是指使相同电阻在相同时间内产生的热量相等.

定义有效值时要注意“三同”:电阻相同、时间相同、产生的热量相同.

☞如果没有特别说明,交变电流的电压、电流,用电器设备上标出的额定电压、额定电流,交流电表测量的数值,无特别说明时提到的交变电流的数值,都是指有效值.

3.正弦式交变电流的有效值I有、U有与峰值Iₘ、Uₘ之间的关系.

磁通和感应电动势(感应电流)的函数关系图:

正弦式交流电的有效值

正弦式交变电流有效值推导

一个正弦式,一个余弦式对同一电阻供电同为一个周期.

①完全对应关系,一个周期产生的热量是相通的.

②同一时刻的热功率之和为(Iₘsinωt)²R+(Iₘcosωt)²R=Iₘ²R.

③一个周期总热量为Iₘ²RT,那么一个正弦式的热量为Iₘ²RT/2.

④Iₘ²RT/2=I有²RT,I有=√2Iₘ/2.

☞某交变电压的瞬时值表达式为u=8√2sin(100πt)V,把标有“8V 2W”的小灯泡接在此电源上会不会被烧坏?把标有“8V”的电容器接在此电源上会不会被击穿?

答案:由u=8√2sin(100πt)V知,交变电压的最大值是8√2V,有效值是8V,标有“8V 2W”的小灯泡中的“8V”是有效值,因此小灯泡不会烧坏;而标有“8V”的电容器可能被击穿.

4.几种典型电流的有效值

锯齿状电流的有效值

例题:如图所示为一交变电流的电流随时间变化的图象.此交变电流的有效值是(D)

例题:如图所示为一交流电压随时间变化的图像。每个周期内,前三分之一周期电压按正弦规律变化,后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得,此交流电压的有效值为?

有两个完全相同的定值电阻,其中一个通有如图所示的交变电流(图中曲线为余弦线线的一部分),另一个通有大小为√17/2A的恒定电流,实验发现,在2s时间内这两个电阻产生的热量相等,则图中a的值等于()

例题:如图所示的交变电流,最大值为Im,周期为,则下列有关该交变电流的有效值,判断正确的是()

三、相位

1.相位与初相位

交变电流的电压瞬时值表达式u=Uₘsin(ωt+φ)中的ωt+φ相当于角度的量,即“ωt+φ”称为交变电流的相位,t=0时的相位φ称为交变电流的初相位.

如图所示,甲、乙两交流电的瞬时电压与时间关系分别为

2.相位差

两支交变电流的相位之差叫做它们的相位差,对于频率相同的两支交变电流,初相位分别为φ₁和φ₂,其相位差等于其初相位之差,即△φ=φ₂-φ₁.

相位差的作用:用来比较交变电流的变化步调.

1.如果两个频率相同的交变电流的相位差是元或元的奇数倍,即△φ=(2+1)π(n=0,1,2,…),则称它们为反相,即变化步调始终相反.

2.如果它们的相位差是0或2π的整数倍,即△φ=2nπ(n=0,1,2,…),则称它们为同相,即变化步调始终相同.

☞不同的交流发电机在向同一个电网供电的时候,它们的相位必须完全相同,即相位差必须保持为0.

☞两正弦式交变电流的相位差必然是个常数,不随时间变化,这种说法正确吗?

答案:错误;只有两支交变电流的频率相同时,其相位差才是个常数.

例题:已知两正弦式交变电流的电动势分别为e₁=150sin(100πt+π/3)(V),e₂=100sin(100πt-π/6)(V),试求二者的:(1)峰值;(2)频率;(3)周期;(4)相位;(5)初相位;(6)相位差,并说明电动势的超前、滞后关系。

例题:如图所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时为计时起点,并规定当电流自a流向b时电流方向为正,则下列四幅图像中正确的是()

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