《2012高二物理课件:第五章 1 交变电流 (新人教版选修3-2)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2012高二物理课件:第五章 1 交变电流 (新人教版选修3-2)(20页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章,交变电流,1 交变电流,知识点 1,交变电流,1交变电流:大小和方向随时间做周期性变化的电流2直流:方向不随时间变化的电流3中性面:线圈平面垂直于磁感线时的位置4正弦式交变电流:按正弦规律变化的交变电流,知识点 2,交变电流的产生,1产生方法矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈中就会产生正弦式交变电流(如图 511 所示)图 511,2电流特点,(1)线圈处于中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但感应电,动势和感应电流为零;,(2)线圈平面与磁感线平行时,穿过线圈的磁通量为零,但,感应电动势和感应电流最大;,(3)感应电动势和感应电流的方向每一个周期改变两次,在,中性面时开
2、始改变,知识点 3,交变电流的变化规律,1正弦交变电流的数学表达式如图 512 甲、乙所示,n 匝矩形线圈 abcd,其边长分别为 adL1,abL2,面积 SL1L2,在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO以角速度匀速转动,从中性面开始计时,经时间 t,转动的角度t.图 512,2余弦交变电流的数学表达式,如果线圈从如图 513 所示位置即峰值面开始转动,电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律变化,对于单匝线圈,有:,图 513,(1)电动势的瞬时表达式 eEmcos t.(2)电流的瞬时表达式 iImcos t .(3)路端电压 uUmcos t.,(4)在峰值
3、面上,|cos t|1,电动势得最大值 Em.,【例 1】(双选)单匝矩形线圈 abcd 放在匀强磁场中,如图 514 所示,abdcl1,adbcl2,从图示位置起以角速度绕不同,转轴做匀速转动(,),图 514A以 OO为转轴时,感应电动势 eBl1l2sin tB以 O1O1为转轴时,感应电动势 eBl1l2sin tC以 OO为转轴时,感应电动势 eBl1l2cos tD以 OO为转轴或以 ab 为转轴时,感应电动势,解析: 以 OO为转轴时,图示位置相当于是峰值面,根据感应电动势的表达式 eEmcos t 及EmBS=Bl1l2w 可知eBl1l2cos t,则 C 对 A 错;再根
4、据三角函数关系可知 D 选项正确若线圈以 O1O1为转轴,线圈磁通量变化始终为零,则感应电动势为零,答案:CD,1(双选)一个平面矩形线圈在绕垂直于磁场的轴转动时,,产生的交变感应电动势最大的情况是(,),BD,A线圈平面垂直于磁场B线圈平面平行于磁场C磁通量最大时D磁通量为零时解析:当线圈平行于磁场时,磁通量为零,磁通量的变化率最大,感应电动势最大,题型 1,交变电流的表达式,【例2】交流发电机在工作时电动势为 e Emsin t,若将发电机的转速提高一倍,同时将电枢所围面积减少一半,其他,条件不变,则电动势为(,),C,解析:e=nBSsin t,转速增大一倍,所围面积减少一半,最大值不变
5、,则可知表达式为 eEmsin 2t.,2如图 515 所示,一半径为 r10 cm 的圆形线圈共,向的中心轴线 OO以 n600 r/min 的转速匀速转动,当线圈转至中性面位置时开始计时求:,图 515,解:当线圈从中性面开始计时,产生的感应电动势的瞬时值表达式为 eNBSsin t(1)eNBSsin t,其中2n210 rad/s20 rad/s所以 eNBSsin t,题型 2,交变电流的图象,【例 3】处在匀强磁场中的矩形线圈 abcd,以恒定的角速度绕 ab 边转动,磁场方向平行于纸面并与 ab 垂直在 t0 时刻,线圈平面与纸面重合(图 516),线圈的 cd 边离开纸面向外运动若规定由 abcda 方向的感应电流为正,则,),能反映线圈中感应电流 I 随时间 t 变化的图线是(图 516,解析:由峰值面开始计时,说明变化规律是余弦图象,当cd 边向外转时,电流向上,因此电流起始值为正值只有 C 选项正确答案:C,3(双选)如图 517 所示是一个正弦交变电流的 it 图,),象,根据这一图象,以下说法正确的是(图 517,Ai2sin 0.4t ABi2sin 5t ACi0.1 s 时,线圈平面与磁感线平行Dt0.1 s 时,线圈平面与磁感线垂直,答案: BC,