高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十一章 交變電流 傳感器 第30講 交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律課件.ppt

交變電流傳感器 第十一章 第30講交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律 欄目導(dǎo)航 1 交變電流及其產(chǎn)生和圖象 1 交變電流 定義 和 都隨時間做周期性變化的電流 圖象 如圖甲 乙 丙 丁所示都屬于交變電流 其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫 交變電流 如圖甲所示 大小 方向 正弦式 2 正弦交變電流的產(chǎn)生和圖象 產(chǎn)生 在勻強(qiáng)磁場里 線圈繞 方向的軸勻速轉(zhuǎn)動 圖象 用以描述交變電流隨時間變化的規(guī)律 如果線圈從中性面位置開始計時 其圖象為正弦曲線 如圖甲 乙所示 垂直于磁場 一次周期性 次數(shù) 2 正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式 線圈在中性面位置開始計時 電動勢e隨時間變化的規(guī)律 e 其中 等于線圈轉(zhuǎn)動的 em 負(fù)載兩端的電壓u隨時間變化的規(guī)律 u 電流i隨時間變化的規(guī)律 i emsin t 角速度 nbs umsin t imsin t 1 判斷正誤 1 將一個平面線圈置于勻強(qiáng)磁場中 并使它繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動 線圈中產(chǎn)生的一定是正弦交變電流 2 矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動 經(jīng)過中性面時 線圈中的感應(yīng)電動勢最大 4 交流電表的測量值是交變電流的有效值 5 我國使用的交變電流周期是0 02s 電流方向每秒改變100次 6 電路中保險絲的熔斷電流是指電流的最大值 7 電容器的耐壓值是指交變電流的最大電壓 2 多選 如圖所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖 線圈的ab邊連在金屬滑環(huán)k上 cd邊連在滑環(huán)l上 導(dǎo)體做的兩個電刷e f分別壓在兩個滑環(huán)上 線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接 關(guān)于其工作原理 下列分析正確的是 a 在線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間 穿過線圈的磁通量最大b 在線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間 線圈中的感應(yīng)電流最大c 在線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間 穿過線圈的磁通量最小d 在線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間 線圈中的感應(yīng)電流最小 ac 3 小型交流發(fā)電機(jī)的矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系是正弦函數(shù) 將發(fā)電機(jī)與一個標(biāo)有 6v6w 的小燈泡連接形成閉合回路 不計電路的其他電阻 當(dāng)線圈的轉(zhuǎn)速為n 5r s時 小燈泡恰好正常發(fā)光 則電路中電流的瞬時表達(dá)式為 a i sin5tab i sin10 tac i 1 41sin5tad i 1 41sin10 ta d 1 正弦式交變電流的變化規(guī)律 線圈在中性面位置開始計時 一正弦交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律 解決交變電流圖象問題的三點注意 1 只有當(dāng)線圈從中性面位置開始計時 電流的瞬時值表達(dá)式才是正弦形式 其變化規(guī)律與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān) 2 注意峰值公式em nbs 中的s為有效面積 3 在解決有關(guān)交變電流的圖象問題時 應(yīng)先把交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動位置對應(yīng)起來 再根據(jù)特殊位置求特殊解 例1 如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖 其矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中 繞垂直于磁場方向的固定軸oo 勻速轉(zhuǎn)動 線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與r 10 的電阻連接 與電阻r并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表 示數(shù)是10v 圖乙是矩形線圈中磁通量 隨時間t變化的圖象 則 c a 電阻r上的電功率為20wb t 0 02s時r兩端的電壓瞬時值為零c r兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u 14 1cos100 tvd 通過r的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i 14 1cos50 ta 1 交變電流的瞬時值 峰值 有效值和平均值的比較 二交變電流 四值 的理解及應(yīng)用 2 對交變電流有效值的理解 1 交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng) 電流通過電阻生熱 進(jìn)行定義的 所以進(jìn)行有效值計算時 要緊扣電流通過電阻生熱 或熱功率 進(jìn)行計算 2 注意 三同 相同電阻 相同時間 內(nèi)產(chǎn)生 相同熱量 3 計算時 相同時間 一般取一個周期 1 多選 如圖中各圖面積均為s的線圈均繞其對稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場b中以角速度 勻速轉(zhuǎn)動 能產(chǎn)生正弦交變電動勢e bs sin t的圖是 ac 2 一臺小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示 已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5 0 現(xiàn)外接一只電阻為95 0 的燈泡 如圖乙所示 則 a 電壓表v的示數(shù)為220vb 電路中的電流方向每秒鐘改變50次c 燈泡實際消耗的功率為484wd 發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24 2j d 3 多選 一矩形線圈 繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動 線圈中的感應(yīng)電動勢隨時間的變化如圖所示 則下面說法正確的是 bcd a t1和t2時刻通過線圈的磁通量為零b t1和t3時刻通過線圈的磁通量變化率為零c 圖示中是從線圈平面與磁場方向平行時開始計時的d 每當(dāng)感應(yīng)電動勢e變換方向時 通過線圈的磁通量的絕對值最大 解析由圖象可知 當(dāng)t 0時 感應(yīng)電動勢有最大值 說明穿過線圈的磁通量變化率最大 即是從線圈平面與磁場方向平行時開始計時 選項c正確 t1和t3時刻感應(yīng)電動勢為零 即線圈平面與磁場方向垂直 位于中性面 穿過線圈的磁通量最大 磁通量的變化率為零 選項b正確 選項a錯誤 當(dāng)線圈通過中性面時 是感應(yīng)電動勢改變方向的時刻 選項d正確 ac 例1 6分 多選 在勻強(qiáng)磁場中 一矩形金屬線圈繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動 如圖甲所示 產(chǎn)生的交變電動勢的圖象如圖乙所示 已知矩形線圈的匝數(shù)n 100 以角速度 100 rad s繞oo 軸勻速轉(zhuǎn)動 則 a t 0 005s時線圈中磁通量的變化率為零b t 0 01s時線圈平面與中性面重合c 穿過線圈的最大磁通量為0 01wbd 經(jīng)t 1s時間 交變電流方向改變100次 答題送檢 來自閱卷名師報告 規(guī)范答題 解析 t 0 005s時感應(yīng)電動勢最大 線圈的磁通量變化率也最大 選項a錯誤 t 0 01s時感應(yīng)電動勢為零 穿過線圈的磁通量最大 線框平面與中性面重合 選項b正確 感應(yīng)電動勢的最大值為314v 由em n m 可得 m 0 01wb 選項c正確 在每個周期t 0 02s時間內(nèi) 交變電流方向改變兩次 即在1s時間內(nèi)可改變100次 故選項d正確 答案 bcd 1 2017 安徽合肥模擬 多選 在勻強(qiáng)磁場中 一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動軸勻