交变电流的产生及变化规律

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1、第1节　交变电流的产生及变化规律1．交变电流的产生：将矩形线圈置于中，并绕垂直于磁感线的轴，线圈中就会产生正(余)弦交变电流．2．中性面：(1)线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量，磁通量的变化率为，感应电动势为．(2)线圈转动一周，次经过中性面，线圈，电流的方向就改变一次．匀强磁场匀速转动最大零零两每经过中性面一次一、交变电流的产生及变化规律EmsinωtNBSωImsinωt某一时刻热效应快慢一次周期性次数0.0250100【思路点拨】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，可求出电动势的最大值，然

2、后是有效值，再到功率，从而完成A、B、C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，但对线圈的最大磁通量，即BS的计算有误，即排除D项．【答案】AC元贝驾考http://www.ybjx.net元贝驾考2016科目一科目四驾考宝典网http://www.jkbdw.net/驾考宝典2016科目一科目四【方法与知识感悟】1.正弦式交流电的变化规律(注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(1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象或由公式Em＝nBsω求出相应峰值．(2)明确线圈的初始位置，找出对

3、应的函数关系式．①线圈从中性面开始转动，则i－t图象为正弦函数图象，函数式为i＝Imsinωt.②线圈从垂直中性面开始转动，则i－t图象为余弦函数图象．函数式为i＝Imcosωt.③线圈不是从以上两位置开始转动，先通过三角函数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(1)中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的参考面．(2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，而磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零．(3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大．(4)线圈每经

4、过中性面一次电流方向就改变一次．线圈转动一周，两次经过中性面，所以在一个周期内电流的方向改变两次．例2如图所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1＝20cm，ad边长l2＝25cm，放在磁感应强度B＝0.4T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的OO′轴以n＝3000r/min的转速匀速转动，线圈电阻r＝1Ω，外电路电阻R＝9Ω，t＝0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里．(1)在图中标出t＝0时感应电流的方向；(2)写出感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈外力做多少功？(4)从图示位置转

5、过90°的过程中流过电阻R的电荷量是多少？题型二：对描述交变电流的“四值”的理解和应用【思路点拨】正确理解交变电流的“四值”是解题的关键，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有效值求解．【答案】(1)adcba(2)e＝314cos100πtV(3)98.6J(4)0.1C【方法与知识感悟】对交变电流的“四值”的理解和应用【思路点拨】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，写出交流电表达式．【答案】BD(4)交变电流的表达式与线圈平面初始位置有关，由

6、图象可以确定线圈的初始位置，即从中性面的位置开始计时，交变电流的图象为正弦图象；从垂直中性面的位置开始计时，交变电流的图象为余弦图象．2．交流电的有关图象(t＝0时，线圈在中性面位置)物理量函数图象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nBSωsinωt规律物理量规律*1．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()ABD2．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是()A．t＝0时刻线圈平面与中性面

7、垂直B．t＝0.01s时刻Φ的变化率达最大C．0.02s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BBC【巩固基础】C2．如图所示是一个10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势e随时间t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CDB

8、DBCD