第一讲 交变电流的产生和描述

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1、第1讲交变电流的产生和描述一、交变电流及其产生描述交变电流的物理量1．交变电流：和都随时间做周期性变化的电流即交变电流．2．正（余）弦式交流电：交变电流的产生有很多形式．常见的正（余）弦式交变电流可由线圈在匀强磁场中绕磁感应强度方向的轴转动产生．若从中性面开始转动则产生交变电流，从峰值面开始转动则产生交变电流3．中性面与峰值面：当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做．其特点是：与磁场方向垂直，线圈每次经过该面感应电流方向均发生改变．峰值面的特点是：磁通量为，但电动势．4．描述交变电流的“四值”：①瞬时值：，　（从中性面开始计时）②峰值

2、：，③平均值：，　④有效值：根据电流的定义。，（正、余弦交流电）5．周期和频率：周期，频率，转速．[例1]单匝矩形线圈abcd放在匀强磁场中，如图所示，ab=de=l1，ad=bc=l2，从图示位置起以角速度绕不同转轴做匀速转动，则（）A．以OO′为转轴时，感应电动势B．以O1O1′为转轴时，感应电动势C．以OO′为转轴时，感应电动势D．以OO′为转轴或以ab为转轴时，感应电动势[例2]交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R．当线圈由图中实线位置第一次匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：⑴通过R的电荷量

3、q为多少？⑴⑵R上产生电热QR为多少？⑵⑶外力做的功W为多少？⑶二、交变电流的图象1．根据图象的意义，从图象的纵坐标轴上可以直接读出交变电流的，从图象的横坐标轴上可以直接读出交变电流的，从而可推导角速度及频率．2．周期与角速度、频率的关系是。交变电流的频率与线圈的相等。3．图象本身则体现了函数关系，反映了交变电流的瞬时变化关系，故图线本身是书写交变电流瞬时表达式的依据。[例3]电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示．现把交流电加在电阻为9Ω的电热丝上，下列判断正确的是（）5用心爱心专心A．线圈转动的角速度ω＝100rad/sB

4、．在t＝0.01s时刻，穿过线圈的磁通量最大C．电热丝两端的电压D．电热丝此时的发热功率P＝1800W1、矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图2所示.下列说法中正确的是（）e/Vt/sO1-10.10.20.3A.此交流电的频率为0.2HzB.此交流电动势的有效值为1VC.t=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Wb2．如图所示，一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，转动过程线框中产生的感应电动势的瞬时值为e=0.5sin20t(V)，由该表达式可推知以下哪些

5、物理量？A．匀强磁场的磁感应强度B．线框的面积C．穿过线框的磁通量的最大值D．线框转动的角速度3．如图甲，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，t=0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcda为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是图乙中的哪一个？（）4．一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为.关于这个交变电流,下列说法中正确的是()A.交变电流的频率为100HzB.电动势的有效值为220VC.电动势的峰值约为311VD.t=0时,线圈平面与中性面垂直5．电阻R1、R2交流电源按照图甲所示方式连接，R1＝1

6、0Ω，R2＝20Ω．合上开关后S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图1乙所示．则()A．通过R1的电流的有效值是1.2AB．R1两端的电压有效值是6VC．通过R2的电流的有效值是AD．R2两端的电压有效值是V6.把一只电热器接到100V的直流电源上时，在时间t内能产生热量Q，若将它接到u=100sinωt（V）的交流电源上，仍要产生热量Q，则所需的时间为()A.tB.2tC.tD.4t7．如图所示为电热毯电路示意图，交流电压u=311sinl00πt(v)，当开关S接通时．电热丝的电功率为P0；下列说法正确的是（）A．开关接通时，交流电压表的读数为220VB．开关接通时，交

7、流电压表的读数为311VC.开关断开时，交流电压表的读数为311V，电热丝功率为P0/25用心爱心专心D．开关断开时，交流电压表的读数为156V，电热丝功率为P0/28．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时（）A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C．线圈