2022版高中物理第五章1交變電流課件新人教版選修3_2

1、第五章第五章 交變電流交變電流1 1 交變電流交變電流 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.1.會(huì)觀察電流會(huì)觀察電流( (或電壓或電壓) )的波形圖的波形圖, ,理解交變電流和直流的概念理解交變電流和直流的概念. .2.2.理解交變電流的產(chǎn)生過(guò)程理解交變電流的產(chǎn)生過(guò)程, ,會(huì)分析電動(dòng)勢(shì)和電流方向的變化規(guī)律會(huì)分析電動(dòng)勢(shì)和電流方向的變化規(guī)律. .3.3.知道交變電流的變化規(guī)律及表示方法知道交變電流的變化規(guī)律及表示方法, ,知道交變電流的瞬時(shí)值、峰值的知道交變電流的瞬時(shí)值、峰值的物理含義物理含義. .知道中性面的物理特點(diǎn)知道中性面的物理特點(diǎn). .課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí) 掌握新知掌握新知知識(shí)梳理知識(shí)梳理一、交變電流一、交

2、變電流1.1.交變電流交變電流: : 和和 隨時(shí)間做周期性變化的電流叫交變電隨時(shí)間做周期性變化的電流叫交變電流流, ,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱 . .2.2.直流直流: : 不隨時(shí)間變化的電流稱為直流不隨時(shí)間變化的電流稱為直流. . 都不隨都不隨時(shí)間變化的電流叫恒定電流時(shí)間變化的電流叫恒定電流. .二、交變電流的產(chǎn)生二、交變電流的產(chǎn)生1.1.正弦交變電流的產(chǎn)生條件正弦交變電流的產(chǎn)生條件(1)(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng). .(2)(2)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng). .(3)(3)線圈的轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)方向線圈的轉(zhuǎn)軸垂直于磁場(chǎng)方向. .大小大小方向方向交流電交流電方向方向大小和方向大小和方向2.2.中性面中性面: :線圈

3、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn), ,當(dāng)線圈平面當(dāng)線圈平面 于磁感線時(shí)于磁感線時(shí), ,各邊各邊都不切割磁感線都不切割磁感線, ,線圈中沒(méi)有線圈中沒(méi)有 , ,這個(gè)位置叫做中性面這個(gè)位置叫做中性面. .垂直垂直三、交變電流的變化規(guī)律三、交變電流的變化規(guī)律1.1.正弦式交變電流正弦式交變電流: :按按 規(guī)律變化的交變電流叫做正弦式交變規(guī)律變化的交變電流叫做正弦式交變電流電流, ,線圈從線圈從 磁場(chǎng)方向計(jì)時(shí)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為磁場(chǎng)方向計(jì)時(shí)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e= .e= . 2.2.當(dāng)正弦式交變電流的負(fù)載為燈泡等純電阻用電器時(shí)當(dāng)正弦式交變電流的負(fù)載為燈泡等純電阻用電器時(shí), ,負(fù)載兩端的

4、電壓負(fù)載兩端的電壓u u、流過(guò)的電流流過(guò)的電流i i也按也按 規(guī)律變化規(guī)律變化, ,即即u= ,i= .u= ,i= .3.3.峰值峰值: :表達(dá)式中的表達(dá)式中的Em,Um,ImEm,Um,Im分別為電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流可能到達(dá)的最分別為電動(dòng)勢(shì)、電壓和電流可能到達(dá)的最大值大值, ,叫做峰值叫做峰值. .感應(yīng)電流感應(yīng)電流正弦正弦垂直垂直E Em msin tsin t正弦正弦U Um msin tsin tI Im msin tsin t4.4.正弦式交變電流的圖象正弦式交變電流的圖象5.5.幾種不同類(lèi)型的交變電流幾種不同類(lèi)型的交變電流科學(xué)思維科學(xué)思維1.1.思考判斷思考判斷(1)(1)只要線圈在

5、磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)只要線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng), ,就可以產(chǎn)生交變電流就可以產(chǎn)生交變電流.(.( ) )(2)(2)線圈在通過(guò)中性面時(shí)磁通量最大線圈在通過(guò)中性面時(shí)磁通量最大, ,電流也最大電流也最大.(.( ) )(3)(3)線圈轉(zhuǎn)一周有兩次經(jīng)過(guò)中性面線圈轉(zhuǎn)一周有兩次經(jīng)過(guò)中性面, ,每轉(zhuǎn)一周電流方向改變一次每轉(zhuǎn)一周電流方向改變一次.(.( ) )(4)(4)交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式與開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)的位置無(wú)關(guān)交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式與開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)的位置無(wú)關(guān).(.( ) )(5)(5)交流電源沒(méi)有正負(fù)極之分交流電源沒(méi)有正負(fù)極之分.(.( ) )(1)(1)如下圖如下圖, ,當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中繞當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中繞OOOO軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸轉(zhuǎn)動(dòng)

6、時(shí), ,哪些邊切割磁感線哪些邊切割磁感線? ?線圈轉(zhuǎn)線圈轉(zhuǎn)到哪些位置時(shí)沒(méi)有感應(yīng)電流到哪些位置時(shí)沒(méi)有感應(yīng)電流? ?答案答案: :當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中繞當(dāng)線圈在磁場(chǎng)中繞OOOO軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),AB,CD,AB,CD邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流流. .線圈轉(zhuǎn)到線圈轉(zhuǎn)到( (甲甲) )和和( (丙丙) )位置時(shí)沒(méi)有感應(yīng)電流位置時(shí)沒(méi)有感應(yīng)電流, ,我們稱之為中性面我們稱之為中性面. .(2)(2)正弦式交變電流的圖象一定是正弦函數(shù)曲線嗎正弦式交變電流的圖象一定是正弦函數(shù)曲線嗎? ?答案答案: :不一定不一定, ,根據(jù)計(jì)時(shí)起點(diǎn)不同根據(jù)計(jì)時(shí)起點(diǎn)不同, ,也可能是余弦函數(shù)曲線也可能是余弦函數(shù)曲線

7、. .課堂探究課堂探究 突破要點(diǎn)突破要點(diǎn)要點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生要點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生 探究導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué) (1)(1)圖圖( (甲甲) )中中, ,觀察到兩個(gè)發(fā)光二極管發(fā)光現(xiàn)象有什么特點(diǎn)觀察到兩個(gè)發(fā)光二極管發(fā)光現(xiàn)象有什么特點(diǎn)? ?其原因是為其原因是為什么什么? ?(2)(2)圖圖( (乙乙) )中中, ,線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流表的指針如何擺動(dòng)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流表的指針如何擺動(dòng)? ?為什么為什么? ?(3)(3)線圈在如圖線圈在如圖( (乙乙) )所示的位置時(shí)所示的位置時(shí), ,磁通量和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)各有什么特點(diǎn)磁通量和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)各有什么特點(diǎn)? ?答案答案: :(1)(1)兩個(gè)發(fā)光二極管交替發(fā)光兩個(gè)發(fā)光二極

8、管交替發(fā)光, ,原因是發(fā)電機(jī)產(chǎn)生與直流不同的電原因是發(fā)電機(jī)產(chǎn)生與直流不同的電流流, ,兩個(gè)發(fā)光二極管一會(huì)兒接通這一個(gè)兩個(gè)發(fā)光二極管一會(huì)兒接通這一個(gè), ,一會(huì)兒再接通另外一個(gè)一會(huì)兒再接通另外一個(gè), ,電流方電流方向不停地改變向不停地改變. .(2)(2)電流表的指針左右擺動(dòng)電流表的指針左右擺動(dòng). .這是因?yàn)榫€圈中產(chǎn)生了大小和方向周期性變這是因?yàn)榫€圈中產(chǎn)生了大小和方向周期性變化的感應(yīng)電流化的感應(yīng)電流. .(3)(3)磁通量為零磁通量為零, ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大. . 要點(diǎn)歸納要點(diǎn)歸納 兩個(gè)特殊位置的比照分析兩個(gè)特殊位置的比照分析名稱名稱中性面中性面中性面的垂面中性面的垂面位置位置線圈平面

9、與線圈平面與磁場(chǎng)垂直磁場(chǎng)垂直線圈平面與線圈平面與磁場(chǎng)平行磁場(chǎng)平行磁通量磁通量最大最大零零磁通量磁通量的變化率的變化率零零最大最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)零零最大最大電流方向電流方向改變改變不變不變 例例1 (20211 (2021河南鄭州期中河南鄭州期中)()(多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇) )矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)且在矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)且在線框平面內(nèi)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了交變電流線框平面內(nèi)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了交變電流, ,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( ( ) )A.A.當(dāng)線框位于中性面時(shí)當(dāng)線框位于中性面時(shí), ,線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B.B.當(dāng)穿過(guò)線框的磁通量為零時(shí)當(dāng)穿過(guò)

10、線框的磁通量為零時(shí), ,線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零C.C.每當(dāng)線框經(jīng)過(guò)中性面時(shí)每當(dāng)線框經(jīng)過(guò)中性面時(shí), ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的方向就改變一次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的方向就改變一次D.D.線框經(jīng)過(guò)中性面時(shí)線框經(jīng)過(guò)中性面時(shí), ,各邊切割磁感線的速度為零各邊切割磁感線的速度為零CDCD核心點(diǎn)撥核心點(diǎn)撥: :線框位于中性面時(shí)線框位于中性面時(shí), ,穿過(guò)線框的磁通量最大穿過(guò)線框的磁通量最大, ,但此時(shí)感應(yīng)電但此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零動(dòng)勢(shì)等于零, ,磁通量的變化率也等于零磁通量的變化率也等于零, ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向在此時(shí)刻發(fā)生改變?cè)诖藭r(shí)刻發(fā)生改變. .解析

11、解析: :線框位于中性面時(shí)線框位于中性面時(shí), ,線框平面與磁感線垂直線框平面與磁感線垂直, ,穿過(guò)線框的磁通量穿過(guò)線框的磁通量最大最大, ,但此時(shí)切割磁感線的兩邊的速度與磁感線平行但此時(shí)切割磁感線的兩邊的速度與磁感線平行, ,即不切割磁感線即不切割磁感線, ,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零, ,此時(shí)穿過(guò)線框的磁通量的變化率也等于零此時(shí)穿過(guò)線框的磁通量的變化率也等于零, ,感感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的方向也就在此時(shí)刻發(fā)生變化應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的方向也就在此時(shí)刻發(fā)生變化. .線框垂直于中性線框垂直于中性面時(shí)面時(shí), ,穿過(guò)線框的磁通量為零穿過(guò)線框的磁通量為零, ,但切割磁感線的兩邊都垂直切割但

12、切割磁感線的兩邊都垂直切割, ,有效有效切割速度最大切割速度最大, ,所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大, ,也可以說(shuō)此時(shí)穿過(guò)線框的磁通量也可以說(shuō)此時(shí)穿過(guò)線框的磁通量的變化率最大的變化率最大, ,故故C,DC,D選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確. .學(xué)霸筆記學(xué)霸筆記( (教師備用教師備用) )例例1-1:(1-1:(多項(xiàng)選擇多項(xiàng)選擇) )如下圖如下圖, ,一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OOOO以恒定的角速度以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng), ,從線圈平面與磁場(chǎng)方向平從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)行時(shí)開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí), ,那么在那么在0 0 這段時(shí)間內(nèi)這段時(shí)

13、間內(nèi)( ( ) )ADAD2 針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練1-1 1-1 如下圖如下圖, ,面積均為面積均為S S的線圈均繞其對(duì)稱軸或中心軸在勻強(qiáng)的線圈均繞其對(duì)稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)B B中以角速度中以角速度勻速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng), ,能產(chǎn)生正弦交流電動(dòng)勢(shì)能產(chǎn)生正弦交流電動(dòng)勢(shì)e=BSsin te=BSsin t的的圖是圖是( ( ) )A A解析解析: :線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸( (軸在線圈所在平面軸在線圈所在平面內(nèi)內(nèi)) )勻速轉(zhuǎn)動(dòng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng), ,產(chǎn)生的正弦交流電動(dòng)勢(shì)為產(chǎn)生的正弦交流電動(dòng)勢(shì)為e=BSsin t,e=BSsin t,由這一原那由這一原那么判斷么判

14、斷,A,A圖中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為圖中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=BSsin t;Be=BSsin t;B圖中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸不在線圖中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸不在線圈所在平面內(nèi)圈所在平面內(nèi);C,D;C,D圖轉(zhuǎn)動(dòng)軸與磁場(chǎng)方向平行圖轉(zhuǎn)動(dòng)軸與磁場(chǎng)方向平行, ,而不是垂直而不是垂直, ,只有選項(xiàng)只有選項(xiàng)A A正確正確. .要點(diǎn)二交變電流的變化規(guī)律要點(diǎn)二交變電流的變化規(guī)律 探究導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué) 如圖是線圈如圖是線圈ABCDABCD在磁場(chǎng)中繞軸在磁場(chǎng)中繞軸OOOO轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的截面圖轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的截面圖. .線圈平面從中性面線圈平面從中性面開(kāi)場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng), ,角速度為角速度為.經(jīng)過(guò)時(shí)間經(jīng)過(guò)時(shí)間t,t,線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度是線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度是t,ABt,AB邊的線速度邊

15、的線速度v v的方向跟磁感線方向間的夾角也等于的方向跟磁感線方向間的夾角也等于t.t.設(shè)設(shè)ABAB邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1,BCL1,BC邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2,L2,線圈面積線圈面積S=L1L2,S=L1L2,磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,B,那么那么: :(1)(1)線圈通過(guò)甲位置時(shí)線圈通過(guò)甲位置時(shí)ABAB邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大? ?(2)(2)線圈通過(guò)乙位置時(shí)整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大線圈通過(guò)乙位置時(shí)整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大? ?(3)(3)假設(shè)線圈有假設(shè)線圈有N N匝匝, ,那么線圈通過(guò)丙位置時(shí)整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大那么線圈通過(guò)丙位置時(shí)整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大?

16、?答案答案: :(1)e(1)eABAB=0.=0. 要點(diǎn)歸納要點(diǎn)歸納 2.2.峰值決定因素峰值決定因素: :由線圈匝數(shù)由線圈匝數(shù)n n、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度B B、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和線圈面積和線圈面積S S決定決定, ,與線圈的形狀無(wú)關(guān)與線圈的形狀無(wú)關(guān), ,與轉(zhuǎn)軸的位置無(wú)關(guān)與轉(zhuǎn)軸的位置無(wú)關(guān). .如下圖的幾種情況中如下圖的幾種情況中, ,如果如果n,B,Sn,B,S均一樣均一樣, ,那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值均為那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值均為Em=nBS.Em=nBS.3.3.正弦式交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式正弦式交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式(1)(1)從中性面位置開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)從中性面位置開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)e=Emsin

17、 t,i=Imsin t,u=Umsin t.e=Emsin t,i=Imsin t,u=Umsin t.(2)(2)從與中性面垂直的位置開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)從與中性面垂直的位置開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)e=Emcos t,i=Imcos t,u=Umcos t.e=Emcos t,i=Imcos t,u=Umcos t.思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖解析解析: :分別把分別把E Em m,的數(shù)值推出的數(shù)值推出, ,代入一般式代入一般式e=Ee=Em msin tsin t就得出了瞬時(shí)就得出了瞬時(shí)值表達(dá)式值表達(dá)式. .求瞬時(shí)值時(shí)求瞬時(shí)值時(shí), ,只需把只需把t t的時(shí)刻代入表達(dá)式就可以了的時(shí)刻代入表達(dá)式就可以了. .(1)e=E(1)e=

18、Em msin t=NBSsin t=NBS2nsin 2nt,2nsin 2nt,代入數(shù)據(jù)可得代入數(shù)據(jù)可得e=375sin(5t)V.e=375sin(5t)V.答案答案: :(1)e=375sin(5t)V(1)e=375sin(5t)V(2)375 V(2)375 V學(xué)霸筆記學(xué)霸筆記(1)(1)求解交變電流的瞬時(shí)值問(wèn)題的答題模型求解交變電流的瞬時(shí)值問(wèn)題的答題模型( (教師備用教師備用) )例例2-1:2-1:有一匝數(shù)為有一匝數(shù)為1010匝的正方形線圈匝的正方形線圈, ,邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為20 cm,20 cm,線圈總電阻為線圈總電阻為1 ,1 ,線圈繞線圈繞OOOO軸以軸以 10 rad/s

19、10 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng), ,如下圖如下圖, ,垂直于垂直于線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 0.5 T. 0.5 T.(1)(1)求該線圈產(chǎn)生的交變電流的電動(dòng)勢(shì)最大值、電流最大值分別為求該線圈產(chǎn)生的交變電流的電動(dòng)勢(shì)最大值、電流最大值分別為多少多少? ?答案答案: :(1)6.28 V(1)6.28 V6.28 A6.28 A(2)(2)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)6060時(shí)時(shí), ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值是多大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值是多大? ?(3)(3)寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式. .解析解

20、析:(2):(2)線圈轉(zhuǎn)過(guò)線圈轉(zhuǎn)過(guò)6060時(shí)時(shí), ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=Emsin 60e=Emsin 605.44 V.5.44 V.(3)(3)由于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)是從中性面開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)的由于線圈轉(zhuǎn)動(dòng)是從中性面開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)的, ,所以瞬時(shí)值表達(dá)式為所以瞬時(shí)值表達(dá)式為e=Emsin t=6.28sin(10t)V.e=Emsin t=6.28sin(10t)V.答案答案:(2)5.44 V (3)e=6.28sin(10t)V:(2)5.44 V (3)e=6.28sin(10t)V 針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練2-1 (20212-1 (2021廣東清遠(yuǎn)檢測(cè)廣東清遠(yuǎn)檢測(cè)) )交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)電動(dòng)勢(shì)為交流發(fā)電機(jī)工作

21、時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e=Emsin t,e=Emsin t,假設(shè)將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍假設(shè)將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍, ,同時(shí)將電樞所圍面積減小同時(shí)將電樞所圍面積減小一半一半, ,其他條件不變其他條件不變, ,那么其電動(dòng)勢(shì)變?yōu)槟敲雌潆妱?dòng)勢(shì)變?yōu)? ( ) )C C解析解析: :感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式e=Ee=Em msin t,sin t,而而E Em m=nBS,=nBS,當(dāng)當(dāng)加倍而加倍而S S減半時(shí)減半時(shí),E,Em m不變不變, ,故正確答案為故正確答案為C.C.要點(diǎn)三交變電流的圖象要點(diǎn)三交變電流的圖象 探究導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué) 如圖如圖( (甲甲) )、( (乙乙) )所示所示, ,那

22、么那么(1)(1)交變電流的電動(dòng)勢(shì)、電流的最大值是多大交變電流的電動(dòng)勢(shì)、電流的最大值是多大? ?(2)(2)在哪些時(shí)刻線圈位于中性面上在哪些時(shí)刻線圈位于中性面上? ?(3)(3)在哪些時(shí)刻線圈平行于磁感線在哪些時(shí)刻線圈平行于磁感線? ?答案答案: :(1)E(1)Em m,I,Im m(2)0,t(2)0,t2 2,t,t4 4(3)t(3)t1 1,t,t3 3 要點(diǎn)歸納要點(diǎn)歸納 從交變電流圖象中獲得的信息從交變電流圖象中獲得的信息1.1.交變電流的峰值交變電流的峰值E Em m,I,Im m和周期和周期T.T.2.2.兩個(gè)特殊值對(duì)應(yīng)的位置兩個(gè)特殊值對(duì)應(yīng)的位置(1)e=0(1)e=0(或或i

23、=0)i=0)時(shí)時(shí): :線圈位于中性面上線圈位于中性面上;e;e最大最大( (或或i i最大最大) )時(shí)時(shí): :線圈平行于磁線圈平行于磁感線感線. .3.3.判斷線圈中磁能量的變化情況判斷線圈中磁能量的變化情況. .4.4.分析判斷分析判斷e,ie,i大小和方向隨時(shí)間的變化規(guī)律大小和方向隨時(shí)間的變化規(guī)律. . 例例3 3 一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), ,產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如下圖下圖, ,那么那么( ( ) )A.A.交流電的頻率是交流電的頻率是4 Hz4 HzB.B.當(dāng)當(dāng)t=0t=0時(shí)時(shí), ,線圈平面與磁感線垂直線圈平面與磁感線

24、垂直, ,磁通量最大磁通量最大C.C.當(dāng)當(dāng)t= st= s時(shí)時(shí),e,e有最大值有最大值B B學(xué)霸筆記學(xué)霸筆記圖象的分析方法圖象的分析方法一看一看: :看看“軸、看軸、看“線、看線、看“斜率、看斜率、看“點(diǎn)點(diǎn), ,并理解其物理并理解其物理意義意義. .二變二變: :掌握掌握“圖與圖圖與圖“圖與式和圖與式和“圖與物之間的變通關(guān)系圖與物之間的變通關(guān)系. .三判三判: :在此根底上進(jìn)展正確的分析和判斷在此根底上進(jìn)展正確的分析和判斷. .( (教師備用教師備用) )例例3-1:3-1:一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸勻速一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng),

25、,線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e e隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的規(guī)律如下圖變化的規(guī)律如下圖, ,那么以下說(shuō)法那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是正確的選項(xiàng)是( ( ) )A.A.圖象是從線圈平面位于中性面開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)的圖象是從線圈平面位于中性面開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)的2 2時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零2 2時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為零時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為零D.D.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e e的方向變化時(shí)的方向變化時(shí), ,穿過(guò)線圈的磁通量的方向也變化穿過(guò)線圈的磁通量的方向也變化B B解析解析: :由題圖可知由題圖可知, ,當(dāng)當(dāng)t=0t=0時(shí)時(shí), ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大, ,說(shuō)明穿過(guò)

26、線圈的磁通說(shuō)明穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最大量的變化率最大, ,磁通量為零磁通量為零, ,是從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)場(chǎng)是從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)的, ,選項(xiàng)選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤;t2;t2時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大, ,穿過(guò)線圈的磁通量的變穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最大化率最大, ,磁通量為零磁通量為零, ,選項(xiàng)選項(xiàng)B B正確正確,C,C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e e的方向變化的方向變化時(shí)時(shí), ,線圈通過(guò)中性面線圈通過(guò)中性面, ,穿過(guò)線圈的磁通量最大穿過(guò)線圈的磁通量最大, ,但方向并不變化但方向并不變化, ,選項(xiàng)選項(xiàng)D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. . 針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練3-1 (20213-1 (2021浙江溫州檢測(cè)浙江溫州檢測(cè)) )矩形線圈矩形線圈abcdabcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中逆時(shí)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), ,線圈中產(chǎn)生如以下圖所示的交變電流線圈中產(chǎn)生如以下圖所示的交變電流, ,設(shè)沿設(shè)沿abcdaabcda方向?yàn)殡娏髡较蚍较驗(yàn)殡娏髡较? ,那么對(duì)應(yīng)那么對(duì)應(yīng)t1t1時(shí)刻線圈位置為時(shí)刻線圈位置為( ( ) )B B解析解析: :由題圖知在由題圖知在t t1 1時(shí)刻線圈獲得最大正向電流時(shí)刻線圈獲得最大正向電流, ,電流方向?yàn)殡娏鞣较驗(yàn)閍abcda,bcda,又線圈為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)又線圈為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng), ,故只有故只有