人教版选修（21）《交变电流的产生和描述》ppt课件.ppt

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1、1.交变电流(1)定义：和都随时间做周期性变化的电流．第1讲　交变电流的产生和描述大小方向(2)图象：如图(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流．其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦交流电，如图(a)所示．2．正弦交流电的产生和图象(1)中性面①中性面：与磁场方向平行的平面．②中性面与峰值面的比较中性面峰值面含义线圈平面与磁场方向垂直线圈平面与磁场方向平行磁通量最大(BS)零磁通量的变化率0最大感应电动势0最大(nBSω)电流方向发生改变方向不变(2)产生：在匀强磁场里，线圈绕方向的轴匀速转动．(3)图象：

2、用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置时开始计时，其图象为正弦曲线．如图(a)(e)、(f)所示．垂直于磁场(2)频率(f)：交变电流在1s内完成周期性变化的．单位是赫兹(Hz)．一次周期性次数2．正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势e随时间变化的规律：e＝.(2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝.(3)电流i随时间变化的规律：i＝.其中ω等于线圈转动的，Em＝.EmsinωtUmsinωtImsinωtnBSω角速度3．交变电流的瞬时值、峰值、有效值(1)瞬时值：

3、交变电流某一时刻的值，是时间的函数．(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值，也叫最大值．(3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为：E＝，U＝，I＝.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，不能产生正弦式交变电流的是()．答案CA．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈所受的安培力为零D．穿过线圈磁通量的变化率最大答案C3.如图10－1－2所示，矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场

4、中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内．下述说法正确的是A．因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零B．线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C．线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值为零D．若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的有效值也增大一倍答案D4．某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流．现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图象是()．答案B一正弦式电流的电压随时间变

5、化的规律如图10－1－3所示．由图可知()．A．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u＝100sin25t(V)B．该交变电流的频率为4HzC．该交变电流的电压的有效值为100VD．若将该交流电压加在阻值为R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W答案D风速仪的简易装置如图10－1－4甲所示．在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈中的感应电流随风速的变化而变化．风速为v1时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图10－1－4乙所示；若风速变为v2，且v2>v1，则感应电流的峰值Im和周期T的变化

6、情况是()．A．Im变大，T变小B．Im变大，T不变C．Im变小，T变小D．Im不变，T变大解析由于线圈和永磁铁不变，风速增大时，转速增大，磁感应强度的变化率增大，故感应电动势增大，感应电流增大；转速增大，周期变小，故A正确．答案A考点一　正弦式电流的变化规律及应用1．(线圈在中性面位置开始计时)如图10－1－5(a)所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时如图10－1－5(b)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为

7、正．则下列四幅图中正确的是()．答案D答案A考点二　对交变电流的“四值”的比较和理解如图10－1－7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

8、？(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量是多少？答案(1)方向沿adcba图略(2)e＝314cos100πtV(3)98.6J(4)0.1C答案D答案C答案B13.“电动机、发电机”模型(1)模型概述“电动机”模型和“发电机”模型是高考题中时常出现的凡在安培力作用下于磁场中运动的通电导体均可看作电动机模型，在外力作用下于磁场中做切割磁感线运动