交流电的计算及图像.ppt

11.3 交流电的计算 及图像,2013届高三总复习,第十一章 交变电流,（资料P169:1) n匝矩形线圈ABCD，长AB=a，宽BC=b，总 电阻为r，它在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的对称轴OO， 以角速度匀速转动，磁感应强度为B，线圈通过电刷与外电 阻组成闭合电路，外电阻阻值为R求： (1)发电机产生的电动势的峰值； (2)图中电压表的示数； (3)线框从图示位置开始计时，写出闭合电路中电流随时间变 化的函数表达式； (4)线框从图示位置开始计时，转过600 时线圈的磁通量的变化率； (5)使线圈转动一周，外力做的功； (6)线框从图示位置开始计时，转过600过程中 通过R的电量； (7)线框从图示位置开始计时，转过600时ab边 受到的安培力。,一、交流电的计算,一、交流电的计算,（11-1:1）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速 转动，下列说法正确的是（ ） A在中性面时，通过线圈的磁通量最大 B在中性面时，感应电动势最大 C穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零 D线圈每通过中性面两次，电流方向改变一次,A,线圈每通过中性面，电流方向即发生改变,线圈转动频率为f，电流方向每秒钟改变 2f 次,一、交流电的计算,（11-1:2）台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律 图象如图甲所示已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只 电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则( ) A电压表V的示数为220 V B电路中的电流方向每秒钟改变50次 C灯泡实际消耗的功率为484 W D发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J,D,交流电路中，欧姆定律同样适用,一、交流电的计算,（11-1:3）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周 期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 .从线圈平 面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60时的感应电流为 1 A那么( ) A线圈消耗的电功率为4 W B线圈中感应电流的有效值为2 A C任意时刻线圈中的感应电动势为e4cos t D任意时刻穿过线圈的磁通量为 sin t,AC,无特别说明时所说交流电值为有效值,一、交流电的计算,（11-1:6）如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中， 并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动。若以 线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流 自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是（ ）,D,一、交流电的计算,（11-1:7）如图所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与 阻值为R1的电阻构成闭合回路。线圈在磁感应强度为B的匀强 磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度匀速转动。设线圈 转动到图示位置的时刻，则（ ） A.在时刻，线圈处于中性面，流过电阻R1的电流为0，电压表 的读数也为0 B.秒钟内流过电阻R1的电流方向改变 次 C在电阻R1的两端再并联一只电阻R2后， R1两端的电压减小 D在电阻R1的两端再并联一只电容器后， R1两端的电压不变,BC,电容器对交流电有阻碍作用,一、交流电的计算,（11-1:8）如图所示在一个B=2T的匀强磁场中，有一个边长 L=0.2m的正方形线框，线框匝数n=10，线框内阻r=0.1。开 始时线框平面和磁场方向垂直，线框绕垂直于磁场方向的中心 轴以360r/min的转速匀速转动，从图示时刻开始计时，求： (1)通过线框的磁通量随时间变化的表达式； (2)线框中产生的电动势随时间变化的表达式； (3)画出线框中电流随时间变化的图象。 （规定沿abcda流的电流为正）,一、交流电的计算,（11-2:1） 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流 e= (V)，那么（ ） A该交变电流的频率是l00 Hz B当t = 0时，线圈平面恰好与中性面垂直 C当t =（1 /200）s时，e有最大值 D该交变电流电动势的有效值为 V,C,一、交流电的计算,（11-2:2）关于交变电流的下列说法中错误的是（ ） A工业用电380V的正弦交变电压的有效值是220V B交流电流表和交流电压表的示数是交变电流的有效值 C交变电流的有效值是其最大值的0.707倍 D标有耐压值300V的电容器能直接接在220V的家用交变 电源上,ACD,只有正弦式交流电的有效值是其最大值的0.707倍,二、交流电的其它产生形式,（资料P170:4)平行轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1R28 的电阻，轨道间距L1m，轨道很长，本身电阻不计轨道间 磁场按如图所示的规律分布，其中每段垂直纸面向里和向外的 磁场区域宽度均为2cm，磁感应强度的大小均为B1T，每段 无磁场的区域宽度均为1cm，导体棒ab本身电阻r1，与轨道 接触良好现使ab以v10m/s向右匀速运动求： （1）当导体棒ab从左端进入磁场区域时开始计时，设电流方 向从a流向b为正方向，请画出流过导体棒ab的电流随时间变化 关系的it图象 （2）整个过程中流过导体棒ab的电流为交变电流，求出流过 导体棒ab的电流有效值,R1=R2=8,L=1m,磁场区域宽度均为2cm,B=1T,无磁场的区域宽度均为1cm,导体棒ab电阻r=1,v=10m/s,电流方向从a流向b为正方向,二、交流电的其它产生形式,1、闭合电路中的一部分导体在周期性变化的磁场中运动,2、穿过线框的磁感应强度随时间按正弦规律变化,例：矩形线圈abcd的长ab=20cm，宽bc=10cm，匝数n=200，线圈总电阻R=5，整个线圈位于垂直于线圈平面的匀强磁场内，并保持静止。匀强磁场的磁感应强度B随时间作正弦变化的规律如图所示，线圈中产生正弦交流电，求：线圈在1min内产生多少热量。,二、交流电的其它产生形式,（资料P170:5)如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应 强度B=0.4T，OCA导轨与OA直导轨分别在O点和A点接一阻值 R1=3和R2=6几何尺寸可忽略的定值电阻，导轨OCA的曲线 方程为 (m)金属棒ab长1.5m，以速度 v=5m/s 水 平向右匀速运动（b点始终在x轴上）设金属棒与导轨接触良 好，摩擦不计，电路中除了电阻R1和R2外，其余电阻均不计， 曲线OCA与x轴之间所围面积约为1.9m2，求： (1)金属棒在导轨上运动时R1的最大功率； (2)金属棒在导轨上运动从x=0到x=3m的 过程中通过金属棒ab的电量； (3)金属棒在导轨上运动从x=0到x=3m 的过程中，外力必须做多少功？,4/3W,0.38C,0.6J,二、交流电的其它产生形式,3、导体的有效切割长度按正弦规律变化,（资料P169:2)如图所示，间距为l的光滑平行金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻，一电阻为R0质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力F 作用下从t = 0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律 = vmsint，不计导轨电阻，求： （1）从t=0到t=2/ 时间内电阻R产生的热量； （2）从t=0到t=/2时间内外力F所做的功,4、闭合电路中的一部分导体在磁场中做简谐运动,二、交流电的其它产生形式,三、交流电的图像,例：正方形线圈在匀强磁场中匀速转动，画出从图示位置开始计时的感应电流图象。（规定电流方向abcd为正）,例：正方形线圈在匀强磁场中匀速转动，画出从图示位置开始计时的感应电流图象。（规定电流方向abcd为正）,三、交流电的图像,11-1:5、11-2:8,例：正方形线圈在匀强磁场中匀速转动，画出从图示位置开始