交變電流的產(chǎn)生及描述

1、交變電流的產(chǎn)生及描述交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律 【例【例1】矩形線圈abcd，已知ab為l1， bc長為l2，共有N匝，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動。問：（3）猜想線圈從圖中位置轉(zhuǎn)過角度時， 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢跟什么因素有關(guān)， 試推導(dǎo)證明你的結(jié)論。（1）線圈中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生？為什么？（2）據(jù)我們所知，求感應(yīng)電動勢的大小通常 有哪些方法？ 【例【例1】矩形線圈abcd，已知ab為l1， bc長為l2，共有N匝，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動。證明：證明：sin221lBlvBlEcdcdsin221lBlvBlEababsinsin)sin22()212

2、1NBSlNBllBlNEENEcdab（總tNBSEsin總（中性面開始計時）（中性面開始計時）tNBSEsin總討論：線圈中的感應(yīng)電動勢在通過什么位置時，方向要發(fā)生改變？線圈一周期內(nèi)幾次通過該位置，線圈在這些位置有什么特征？小結(jié)：線圈中的產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢跟線圈的匝數(shù)、小結(jié)：線圈中的產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢跟線圈的匝數(shù)、面積、線圈轉(zhuǎn)動的角速度和線圈所處的磁感應(yīng)強(qiáng)度面積、線圈轉(zhuǎn)動的角速度和線圈所處的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比成正比,并且隨時間而變。并且隨時間而變。小結(jié)：線圈每次通過中性面時，感應(yīng)電流的方向要發(fā)小結(jié)：線圈每次通過中性面時，感應(yīng)電流的方向要發(fā)生改變。線圈一周期兩次通過中性面，即線圈在一周生改變。線圈

3、一周期兩次通過中性面，即線圈在一周期內(nèi)感應(yīng)電動勢的方向改變兩次。線圈在中性面時，期內(nèi)感應(yīng)電動勢的方向改變兩次。線圈在中性面時，磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零。磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零。交變電流的描述交流電的周期和頻率，交流電的最大值和瞬時值，交流電的有效值和平均值有關(guān)交流電的有關(guān)交流電的“四值四值”問題小甲、小乙兩位同學(xué)在問題小甲、小乙兩位同學(xué)在解答如下題目時出現(xiàn)了嚴(yán)重的分歧。同學(xué)們，請你解答如下題目時出現(xiàn)了嚴(yán)重的分歧。同學(xué)們，請你給他們評評理。給他們評評理。 【例【例2】如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線框ab=0.4m,bc=0.2m, 共有50匝,其電阻r=1.0,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)

4、磁場中，繞垂直于磁場方向的對稱軸OO以200rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，向R=9.0的電阻供電，從線框處于中性面開始計時。 (1)設(shè)圖中交流電表的電阻不計，求其讀數(shù)。解答：解答：ttNBSesin160sinA200sin16sintrRtNBSrRei小甲說：有電流的表達(dá)式可知交流電流表的讀數(shù)是隨時間變化的函數(shù)A200sin16ti 小乙說：有電流的表達(dá)式可知交流電流表的讀數(shù)應(yīng)該是該正弦交流電的有效值A(chǔ)28i同學(xué)們，你認(rèn)為誰對誰錯，或者他們都錯。其讀數(shù)應(yīng)該是該交流電在一周期內(nèi)的平均值呢？談?wù)勀愕目捶ā?2)求在時間 s內(nèi)流過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量600tA200sin16sintrRtNBS

5、rRei 【例【例2】如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線框ab=0.4m,bc=0.2m, 共有50匝,其電阻r=1.0,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場中， 繞垂直于磁場方向的對稱軸OO以200rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，向R=9.0的電阻供電，從線框處于中性面開始計時。根據(jù)同學(xué)們，你認(rèn)為誰對誰錯，或者他們都錯。流過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量應(yīng)該是該交流電在這段在一周期內(nèi)的平均值與時間的乘積。故流過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量為小甲說：將時間 s代入表達(dá)式求得600tA38iC753itq小乙說：該正弦交流電的有效值故流過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量為A28iC752 itq 【例【例2】如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的

6、矩形線框ab=0.4m,bc=0.2m, 共有50匝,其電阻r=1.0,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場中， 繞垂直于磁場方向的對稱軸OO以200rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，向R=9.0的電阻供電，從線框處于中性面開始計時。(3)求線框從中性面開始轉(zhuǎn)過90過程中，此發(fā)電機(jī)做的功小甲說：V3204TBSNtNEw56. 222trREtREw總小乙說：ttNBSesin160sinV21602mEEw2 . 322trREtREW總同學(xué)們，贊成誰的做法，說說你的理由。小結(jié)： 最大值：反映了交變電流在變化過程中所能達(dá)到的最大值以及交變電流的變化范圍。（考慮交流電的耐壓情況）（考慮交流電的耐壓情況

7、） 瞬時值：反應(yīng)的是不同時刻交變電流的大小和方向。（針對某一瞬時的情況（針對某一瞬時的情況 ） 有效值：是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的，即讓交流和直流通過同樣阻值的電阻，如果它們在同一時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，則這個直流電的數(shù)值就等于交流的有效值（有效值在實際應(yīng)用中最為普遍，如交流電流表和電壓表測量（有效值在實際應(yīng)用中最為普遍，如交流電流表和電壓表測量的數(shù)值，計算電功、電功率熱量等的電流、電壓值，以及電器的數(shù)值，計算電功、電功率熱量等的電流、電壓值，以及電器設(shè)備上標(biāo)稱的額定電流、電壓值都是有效值）設(shè)備上標(biāo)稱的額定電流、電壓值都是有效值） 平均值：根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律表達(dá)式 得到的。（計算通過導(dǎo)體的電量時）（計算通過導(dǎo)體的電量時）tNE【例【例3】 兩個完全相同的電熱器，分別通過如圖所示的方波交變電流和正弦交變電流，則這兩個電熱器的電功率之比是 。隨堂練習(xí)1.有一交流電壓的變化規(guī)律為u =50sin314tV，加在一氖管兩端，已知當(dāng)氖管兩端電壓達(dá)到 V時才開始發(fā)光，則此氖管在一個周期內(nèi)發(fā)光的總時間發(fā)光的時間是多少？2252. 如圖