高中物理 第二章 交變電流 第2節(jié) 交變電流的描述課件 粵教版選修32

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1、第二節(jié) 交變電流的描述知識(shí)點(diǎn)1 正弦式交變電流的圖象1正弦式交變電流的圖象：圖 221要能從圖象中確定峰值 Em、Im、Um，并且知道周期 T 與角速度間的公式 T2/.2正弦式交變電流的圖象與線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)過程的對(duì)應(yīng)關(guān)系：圖 222要能從圖 222 所示的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)過程與所產(chǎn)生的正弦式交變電流的圖象關(guān)系中熟練地掌握其中的規(guī)律，并且能夠解決相關(guān)的問題知識(shí)點(diǎn)2 用函數(shù)表達(dá)式描述交變電流1從中性面開始計(jì)時(shí)的瞬時(shí)值表達(dá)式：eEmsin t，iImsin t，uUmsin t.2峰值計(jì)算式：EmNBS，ImNBS/R.3從中性面開始計(jì)時(shí)的交變電流的圖象，如圖 223 所示t)m、4正弦式交變電

2、流的 Em、(m 的比較：圖 223(1)區(qū)別：Em 為電動(dòng)勢(shì)的最大值，Em NBS Nm.m為穿過線圈的最大磁通量，即線圈平面轉(zhuǎn)到中性面位置時(shí)的磁通量.mBS.t為磁通量的變化率，在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，在線圈平面轉(zhuǎn)到中性面位置時(shí)t0；在線圈平面轉(zhuǎn)到與磁感線平行時(shí)達(dá)最大值(t)m.5正弦式交變電流在一個(gè)周期內(nèi)的變化規(guī)律(1)峰值出現(xiàn)的位置分別是：Em、Im、Um 出現(xiàn)在線圈與磁感線平行的位置，m 出現(xiàn)在中性面位置；零值出現(xiàn)的位置分別是：e0、i0、u0 出現(xiàn)在中性面位置，0 出現(xiàn)在線圈與磁感線平行的位置(2)在一個(gè)周期內(nèi) e、i、u、的變化規(guī)律：e、i、u 的變化是同步的；的變化與 e、i、

3、u 的變化間的關(guān)系是此消彼長(zhǎng)的【例題】閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為 iImsin t.保持其他條件不變，使線圈的匝數(shù)及轉(zhuǎn)速都增加 1 倍，則電流的變化規(guī)律為()Ai2Imsin 2tCi2Imsin tBi4Imsin 2tDi4Imsin t解析：線圈的匝數(shù)及轉(zhuǎn)速都增加1 倍，電動(dòng)勢(shì)EmNBS的最大值增加到4 倍，線圈的匝數(shù)增加1 倍，導(dǎo)線的電阻也增加1 倍，故最大電流只增加到原來的2 倍，線圈中產(chǎn)生的交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為 i2Imsin 2t.答案：A1如圖 224 所示，一矩形線圈 ab 邊長(zhǎng)為 L1，ad 邊長(zhǎng)為 L2，在磁感

4、應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞 OO軸以角速度從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則 t 時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為( ) C圖 224A0.5BL1L2sin t B0.5BL1L2cos t CBL1L2sin tDBL1L2cos t題型1結(jié)合圖象分析【例題】某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間的關(guān)系如圖 225 所示，如果其他條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則交流電動(dòng)勢(shì)的最大值和周期變?yōu)?)圖 225A400 V、0.02 sB200 V、0.02 sC400 V、0.08 sD200 V、0.08 s解析：交流電動(dòng)勢(shì)的最大值EmNBS，周期T2/，轉(zhuǎn)速加倍，最大值加倍，周期減半答案：B1(2011 年中

5、山三模)一矩形線圈位于一個(gè)方向垂直線圈平面向里的磁場(chǎng)中，如圖 226 甲所示；磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨 t 的變化規(guī)律如圖乙所示以 i 表示線圈中的感應(yīng)電流，以圖甲線圈上箭頭所示方向的電流為正，則以下的 it 圖中正確的是( )圖 226答案：A題型2函數(shù)表達(dá)式的應(yīng)用【例題】如圖 227 所示，邊長(zhǎng)為 L 的正方形線圈abcd的匝數(shù)為 n，線圈電阻為 r，外電路的電阻為 R，ab 的中點(diǎn)和cd 的中點(diǎn)的連線 OO恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，現(xiàn)在線圈以 OO為軸，以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求：(1)閉合電路中電流瞬時(shí)值的表達(dá)式(2)在線圈轉(zhuǎn)過 90的過程中通過 R 的電荷量(3)電阻 R 上的

6、最大電壓Im流過 R 的電流表達(dá)式為：iImsin t解析：(1)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，總有一條邊切割磁感線，且 ac 邊和bd 邊轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度大小相等，當(dāng)線框平行于磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，為：圖227由閉合電路歐姆定律可知nBL22( Rr)，當(dāng)以圖示為計(jì)時(shí)起點(diǎn)時(shí)，nBL22( Rr)sin t(2)在轉(zhuǎn)過 90的過程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為：R(3)由部分電阻歐姆定律可知電阻 R 上的最大電壓UmImRnBL2 nBL2R2(Rr) 2(Rr).sin t (2)q答案：(1)inBL2 nBL22(Rr) 2(Rr)nBL2R2(Rr)（3）Um=2如圖 228 所示，100 匝的線框 abcd 在圖示磁場(chǎng)(勻強(qiáng)磁場(chǎng)) 中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為 ，其電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為 e100cos 100t V，那么：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為多少？穿過線框的最大磁通量為多少？(2) 當(dāng)從圖示位置轉(zhuǎn)過 60 角時(shí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多少？此時(shí)穿過線圈的磁通量的變化率為多少？圖 228 解：(1) 由電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值：Em100 V根據(jù)EmNBSNm得(2)當(dāng)從圖示位置轉(zhuǎn)過 60角時(shí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：e100cos 60 V50 V根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律eNt得te 50N 100Wb/s0.5 Wb/s.