高中物理 3.2《交变电流是怎么产生的》学案2 鲁科版选修3-2

《高中物理 3.2《交变电流是怎么产生的》学案2 鲁科版选修3-2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、3.2《交变电流是怎么产生的》学案2知识梳理1．__________________________叫做交流电；_____________________叫做正弦交流电。2．线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最_____,磁通量的变化率最_______，感应电动势最____线圈中的电流方向要发生改变;线圈平行于中性面时，穿过线圈的磁通量最_____,磁通量的变化最_______，感应电动势最_____。3．交变电流的瞬时值：如线圈在中性面位置计时时，瞬时电动势e=__________，瞬时电压u=__________，瞬

2、时电流i=__________；如线圈平行于磁场时计时，则瞬时电动势e=__________;瞬时电压u=__________;瞬时电流i=__________。4．交变电流的有效值：它是根据电流的__________________正弦交流电的有效值与最大值之间的关系是：E有=______,U有=_______,I=____典型例题【例1】一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示。下面说法中正确的是（）A．t1时刻通过线圈的磁通量为零B．t2时刻通过线圈的磁通

3、量的绝对值最大C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大解析：t1、t3时刻线圈中的感应电动势e=0，即为线圈经过中性面的时刻，此时线圈的磁通量为最大，但磁通量的变化率却为零，所以选项A、C不正确。t2时刻e=-Em，线圈平面转至与磁感线平行，此时通过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率却最大，故B也不正确。每当e变换方向时，也就是线圈通过中性面的时刻，通过线圈的磁通量的绝对值为最大，故D正确。答案：D。【例2】在匀强磁场中有一矩形线圈，从中性面开始绕垂直于磁感线的轴

4、以角速度ω匀速转动时，产生的交变电动势可以表示为e=Emsinωt。现在把线圈的转速增为原来的2倍，试分析并写出现在的交变电动势的峰值、交变电动势的瞬时值表达式，画出与其相对应的交变电动势随时间变化的图象。解析：当线圈的转速增为2倍时，角速度变为两倍，即ω′=2ω，据交变电动势的峰值表达式Em=B·S·ω，因B、S不变，此时最大值Em′=B·S·2ω=2Em。现在的交变电动势的瞬时值表达式为：e=Em′·sinω′t=2Emsin2ωt该交变电动势随时间变化的图象如图所示。【例3】如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2T，

5、匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，角速度ω=200rad/s。已知ab=0.1m，bc=0.2m，线圈的总电阻R=40Ω，试求：（1）感应电动势的最大值，感应电流的最大值；（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；（3）画出感应电流的瞬时值i随ωt变化的图象；（4）当ωt=30°时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？（5）线圈从图示位置转过的过程中，感应电动势的平均值是多大？解析：（1）因为线圈匀速转动，感应电动势的最大值就出现在图示位置Em=nBSω=

6、6×2×0.1×0.2×200V=48V感应电流最大值Im=A=1.2A（2）感应电动势的瞬时值表达式：e=Em·sinωt=48sin200tV（3）i-ωt图象如图所示。（4）当线圈从图示位置转过30°角时，穿过线圈的磁通量Φ和感应电动势e分别为：Φ=BL1·L2·sin30°=2×0.1×0.2×Wb=0.02Wbe=48sin30°V=48×V=24V由欧姆定律可得此时电流瞬时值为：i=A=0.6A（5）线圈从图示位置转过的过程中，磁通量的变化为ΔΦ=B·S线圈转过所用的时间Δt=此过程中交变电动势的平均值=n·

7、48V≈30.6V。巩固练习1．．如图所示各图线中表示交变流电的是（）答案：BCD点评：交流电的大小和方向作周期性变化2．交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是（）A．电流将改变方向B．磁场方向和线圈平面平行C．线圈的磁通量最大D．线圈产生的感应电动势最大答案：AC3．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生交变电流，当线圈平面与磁感线方向垂直时穿过线圈的磁通量Φ与产生的感应电动势e的大小正确的是（）A．Φ最大，e最大B．Φ最小，e最小C．Φ最小，e最大D．Φ最大，e最小答案：D点评：

8、中性面是线圈平面与磁感线垂直4．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是（）A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次C．线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都