交变电流的产生及变化规律.pptx

第第1 1节交变电流的产生及变化规律节交变电流的产生及变化规律1 1交交变变电电流流的的产产生生：将将矩矩形形线线圈圈置置于于 中中，并并绕绕垂垂直直于于磁磁感感线线的的轴轴 ，线线圈圈中中就就会会产产生生正正(余余)弦交变电流弦交变电流2 2中性面：中性面：(1)(1)线线圈圈位位于于中中性性面面时时，穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量 ，磁磁通量的变化率为通量的变化率为 ，感应电动势为，感应电动势为 (2)(2)线圈转动一周，线圈转动一周，次经过中性面，线圈次经过中性面，线圈 ，电流的方向就改变一次，电流的方向就改变一次匀强磁场匀强磁场匀速转动匀速转动最大最大零零零零两两每经每经过中性面一次过中性面一次一、交变电流的产生及变化规律一、交变电流的产生及变化规律Emsint NBS Imsint 某一时刻某一时刻 热效应热效应 快慢快慢 一次周期性一次周期性 次数次数 0.02 50 100【思路点拨思路点拨】线圈从垂直于中性面位置启动，则瞬时线圈从垂直于中性面位置启动，则瞬时值的表达式为余弦函数由此构造出瞬时值表达式，值的表达式为余弦函数由此构造出瞬时值表达式，可求出电动势的最大值，然后是有效值，再到功率，可求出电动势的最大值，然后是有效值，再到功率，从而完成从而完成A、B、C的筛选；再画出线圈转动的截面图，的筛选；再画出线圈转动的截面图，可知其磁通量变化规律确是正弦函数，但对线圈的最可知其磁通量变化规律确是正弦函数，但对线圈的最大磁通量，即大磁通量，即BS的计算有误，即排除的计算有误，即排除D项项【答案答案】AC元贝驾考 http:/ 元贝驾考2016科目一 科目四驾考宝典网 http:/ 科目四【方法与知识感悟方法与知识感悟】1.正弦式交流电的变化规律正弦式交流电的变化规律(注注意图与图的对应关系意图与图的对应关系)2交变电流瞬时值表达式的基本书写思路交变电流瞬时值表达式的基本书写思路(1)确确定定正正弦弦式式交交变变电电流流的的峰峰值值，根根据据已已知知图图象象或或由由公公式式EmnBs求出相应峰值求出相应峰值(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式线线圈圈从从中中性性面面开开始始转转动动，则则it图图象象为为正正弦弦函函数数图图象象，函数式为函数式为iImsin t.线线圈圈从从垂垂直直中中性性面面开开始始转转动动，则则it图图象象为为余余弦弦函函数数图象函数式为图象函数式为iImcos t.线线圈圈不不是是从从以以上上两两位位置置开开始始转转动动，先先通通过过三三角角函函数数变换到以上两种形式，再写出函数表达式变换到以上两种形式，再写出函数表达式3对中性面的理解对中性面的理解(1)中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的参考面中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的参考面(2)线线圈圈平平面面位位于于中中性性面面时时，穿穿过过线线圈圈平平面面的的磁磁通通量量最最大大，而磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零而磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零(3)线线圈圈平平面面与与中中性性面面垂垂直直时时，穿穿过过线线圈圈平平面面的的磁磁通通量量为为零，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大零，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大(4)线线圈圈每每经经过过中中性性面面一一次次电电流流方方向向就就改改变变一一次次线线圈圈转转动动一一周周，两两次次经经过过中中性性面面，所所以以在在一一个个周周期期内内电电流流的的方方向改变两次向改变两次例例2 2 如图所示，如图所示，N N5050匝的矩形线匝的矩形线圈圈abcdabcd，abab边长边长l l1 120 cm20 cm，adad边长边长l l2 225 cm25 cm，放在磁感应强度，放在磁感应强度B B0.4 T0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线绕垂直于磁感线且通过线圈中线的的OOOO轴轴以以n n3000 3000 r/minr/min的的转转速速匀匀速速转转动动，线线圈圈电电阻阻r r1 1，外外电电路路电电阻阻R R9 9，t t0 0时时，线线圈圈平平面面与与磁磁感线平行，感线平行，abab边正转出纸外、边正转出纸外、cdcd边转入纸里边转入纸里(1)(1)在图中标出在图中标出t t0 0时感应电流的方向；时感应电流的方向；(2)(2)写出感应电动势的瞬时值表达式；写出感应电动势的瞬时值表达式；(3)(3)线圈转一圈外力做多少功？线圈转一圈外力做多少功？(4)(4)从从图图示示位位置置转转过过9090的的过过程程中中流流过过电电阻阻R R的的电电荷荷量量是是多少？多少？题型二：对描述交变电流的题型二：对描述交变电流的“四值四值”的理解和应用的理解和应用【思路点拨思路点拨】正确理解交变电流的正确理解交变电流的“四值四值”是解题是解题的关键，求电荷量时要用平均值，交流电路中电表的关键，求电荷量时要用平均值，交流电路中电表显示的为有效值，计算热量、功率和电功一定要用显示的为有效值，计算热量、功率和电功一定要用有效值求解有效值求解【答案答案】(1)adcba(2)e314cos100t V(3)98.6 J(4)0.1 C【方法与知识感悟方法与知识感悟】对交变电流的对交变电流的“四值四值”的理解的理解和应用和应用【思路点拨思路点拨】本题考查对交流电图象的解读能力，要求考生本题考查对交流电图象的解读能力，要求考生能够通过交流电图象找出周期、最大值并计算有效值，写出能够通过交流电图象找出周期、最大值并计算有效值，写出交流电表达式交流电表达式【答案答案】BD(4)交交变变电电流流的的表表达达式式与与线线圈圈平平面面初初始始位位置置有有关关，由由图图象象可可以以确确定定线线圈圈的的初初始始位位置置，即即从从中中性性面面的的位位置置开开始始计计时时，交交变变电电流流的的图图象象为为正正弦弦图图象象；从从垂垂直直中中性性面面的的位置开始计时，交变电流的图象为余弦图象位置开始计时，交变电流的图象为余弦图象2交流电的有关图象交流电的有关图象(t0时，线圈在中性面位置时，线圈在中性面位置)物理量物理量函数函数图象图象磁通量磁通量mcos tBScos t电动势电动势eEmsin tnBSsin t规律规律物理量物理量规律规律*1图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，能产生正弦式交变电流的是转轴匀速转动，能产生正弦式交变电流的是()ABD2一一只只矩矩形形线线圈圈在在匀匀强强磁磁场场中中绕绕垂垂直直于于磁磁感感线线的的轴轴匀匀速速转转动动，穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量随随时时间间变变化化的的图图象象如图甲所示，则下列说法中正确的是如图甲所示，则下列说法中正确的是()At0时刻线圈平面与中性面垂直时刻线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻时刻的变化率达最大的变化率达最大C0.02 s时刻感应电动势达到最大时刻感应电动势达到最大D该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示BBC【巩固基础巩固基础】C2如图所示是一个如图所示是一个10匝的矩形线圈在匀强磁场中绕匝的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时，线圈中产生的感应电动垂直磁场的轴匀速转动时，线圈中产生的感应电动势势e随时间随时间t变化的图象，根据图象可以确定变化的图象，根据图象可以确定()D*3如图所示，一单匝闭合线框如图所示，一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，转动方向的转轴匀速转动，转动过程线框中产生的感应电过程线框中产生的感应电动动势势的的瞬瞬时时值值为为e0.5sin 20t(V)，由由该该表表达达式式可可推推知以下哪些物理量知以下哪些物理量()A匀强磁场的磁感应强度匀强磁场的磁感应强度B线框的面积线框的面积 C穿过线框的磁通量的最大值穿过线框的磁通量的最大值D线框转动的角速度线框转动的角速度CDBD BCD