【金牌學案】年高中物理 第五章 1 交變電流課件 新人教選修32

第五章交變電流1交變電流知識點1交變電流1．交變電流：大小和方向隨時間做周期性變化的電流．2．直流：方向不隨時間變化的電流．3．中性面：線圈平面垂直于磁感線時的位置．4．正弦式交變電流：按正弦規(guī)律變化的交變電流．知識點2交變電流的產(chǎn)生

1．產(chǎn)生方法 矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈中就會產(chǎn)生正弦式交變電流(如圖5－1－1所示)． 圖5－1－12．電流特點(1)線圈處于中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但感應電動勢和感應電流為零；(2)線圈平面與磁感線平行時，穿過線圈的磁通量為零，但感應電動勢和感應電流最大；(3)感應電動勢和感應電流的方向每一個周期改變兩次，在中性面時開始改變．知識點3交變電流的變化規(guī)律

1．正弦交變電流的數(shù)學表達式 如圖5－1－2甲、乙所示，n匝矩形線圈abcd，其邊長分別為ad＝L1，ab＝L2，面積S＝L1·L2，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，從中性面開始計時，經(jīng)時間t，轉(zhuǎn)動的角度θ＝ωt. 圖5－1－22．余弦交變電流的數(shù)學表達式

如果線圈從如圖5－1－3所示位置即峰值面開始轉(zhuǎn)動，電路中感應電動勢、感應電流和路端電壓將按余弦規(guī)律變化，對于單匝線圈，有：圖5－1－3(1)電動勢的瞬時表達式e＝Emcosωt.(2)電流的瞬時表達式i＝Imcosωt.(3)路端電壓u＝Umcosωt.(4)在峰值面上，|cosωt|＝1，電動勢得最大值Em.

【例1】(雙選)單匝矩形線圈abcd放在勻強磁場中，如圖5－1－4所示，ab＝dc＝l1，ad＝bc＝l2，從圖示位置起以角速度ω繞不同轉(zhuǎn)軸做勻速轉(zhuǎn)動()

圖5－1－4A．以OO′為轉(zhuǎn)軸時，感應電動勢e＝Bl1l2ωsinωtB．以O1O1′為轉(zhuǎn)軸時，感應電動勢e＝Bl1l2ωsinωtC．以OO′為轉(zhuǎn)軸時，感應電動勢e＝Bl1l2ωcosωtD．以OO′為轉(zhuǎn)軸或以ab為轉(zhuǎn)軸時，感應電動勢

解析：以OO′為轉(zhuǎn)軸時，圖示位置相當于是峰值面，根據(jù)感應電動勢的表達式e＝Emcosωt及Em＝BSω=Bl1l2w可知e＝Bl1l2ωcosωt，則C對A錯；再根據(jù)三角函數(shù)關系可知D選項正確．若線圈以O1O1′為轉(zhuǎn)軸，線圈磁通量變化始終為零，則感應電動勢為零．答案：CD1．(雙選)一個平面矩形線圈在繞垂垂直于磁場的的軸轉(zhuǎn)動時，，產(chǎn)生的交變感感應電動勢最最大的情況是是()BDA．線圈平面面垂直于磁場場B．線圈平面面平行于磁場場C．磁通量最最大時D．磁通量為為零時解析：當線圈平行于于磁場時，磁磁通量為零，，磁通量的變變化率最大，感應應電動勢最大大．題型1交變電流的表表達式【例2】交流發(fā)電機在在工作時電動動勢為e＝Emsinωt，若將發(fā)電機的轉(zhuǎn)速速提高一倍，，同時將電樞樞所圍面積減減少一半，其他條件不變，則則電動勢為()C解析：e=nBSωsinωt，轉(zhuǎn)速速增大大一倍倍，所所圍面面積減減少一一半，，最大值值不變變，則則可知知表達達式為為e＝Emsin2ωt.2．如如圖5－－1－－5所所示示，一一半徑徑為r＝10cm的的圓圓形線線圈共共向的中中心軸軸線OO′以n＝600r/min的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速勻勻速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，，當線線圈轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)至中性性面位位置時時開始始計時時．求求：圖5－1－5解：當線圈圈從中中性面面開始始計時時，產(chǎn)產(chǎn)生的的感應應電動動勢的的瞬時時值表達達式為

(1)e＝NBSωsinωt，其中

ω＝2πn＝2π×10rad/s＝20πrad/s

所以e＝NBSωsinωt題型2交變變電電流流的的圖圖象象【例例3】處在在勻勻強強磁磁場場中中的的矩矩形形線線圈圈abcd，以以恒恒定定的的角角速速度繞繞ab邊轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動動，，磁磁場場方方向向刻，線圈平面與紙面重合(圖5－1－6)，線圈的cd邊離開紙面向外運動．若規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應電流為正，則)能反反映映線線圈圈中中感感應應電電流流I隨時時間間t變化化的的圖圖線線是是(圖5－－1－－6解析析：：由峰峰值值面面開開始始計計時時，，說說明明變變化化規(guī)規(guī)律律是是余余弦弦圖圖象象，，當當cd邊向向外外轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時時，，電電流流向向上上，，因因此此電電流流起起始始值值為為正正值值．．只只有有C選項正正確確．．答案案：：C3．．(雙選選)如圖圖5－－1－－7所所示示是是一一個個正)象，，根根據(jù)據(jù)這這一一圖圖象象，，以以下下說說法法正正確確的的是是(圖5－－1－－7