高考物理一轮总复习 第十章 交变电流 传感器 第29讲 交变电流的产生及其变化规律课件.ppt

交变电流传感器 第十章 第29讲交变电流的产生及其变化规律 栏目导航 1 交变电流及其产生和图象 1 交变电流 定义 和 都随时间做周期性变化的电流 图象 如图甲 乙 丙 丁所示都属于交变电流 其中按正弦规律变化的交变电流叫 交变电流 如图甲所示 考点交变电流的产生及有效值 大小 方向 正弦式 2 正弦交变电流的产生和图象 产生 在匀强磁场里 线圈绕 方向的轴匀速转动 图象 用以描述交变电流随时间变化的规律 如果线圈从中性面位置开始计时 其图象为正弦曲线 如图甲 乙所示 垂直于磁场 一次周期性 次数 2 正弦式交变电流的函数表达式 线圈在中性面位置开始计时 电动势e随时间变化的规律 e 其中 等于线圈转动的 em 负载两端的电压u随时间变化的规律 u 电流i随时间变化的规律 i emsin t 角速度 nbs umsin t imsin t 4 交流电表的测量值是交变电流的有效值 5 我国使用的交变电流周期是0 02s 电流方向每秒改变100次 6 电路中保险丝的熔断电流是指电流的最大值 7 电容器的耐压值是指交变电流的最大电压 2 多选 交流电的产生及变化规律 如图所示为交流发电机示意图 线圈的ab边连在金属滑环k上 cd边连在滑环l上 导体做的两个电刷e f分别压在两个滑环上 线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接 关于其工作原理 下列分析正确的是 ac 3 交变电流的瞬时值表达式 小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动 产生的感应电动势与时间的关系是正弦函数 将发电机与一个标有 6v6w 的小灯泡连接形成闭合回路 不计电路的其他电阻 当线圈的转速为n 5r s时 小灯泡恰好正常发光 则电路中电流的瞬时表达式为 a i sin5t a b i sin10 t a c i 1 41sin5t a d i 1 41sin10 t a d 1 正弦式交变电流的变化规律 线圈在中性面位置开始计时 一正弦交变电流的产生及其变化规律 解决交变电流图象问题的三点注意1 只有当线圈从中性面位置开始计时 电流的瞬时值表达式才是正弦形式 其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关 2 注意峰值公式em nbs 中的s为有效面积 3 在解决有关交变电流的图象问题时 应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来 再根据特殊位置求特殊解 例1 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图 其矩形线圈在磁感应强度为b的匀强磁场中 绕垂直于磁场方向的固定轴oo 匀速转动 线圈的两端经集流环和电刷与r 10 的电阻连接 与电阻r并联的交流电压表为理想电压表 示数是10v 图乙是矩形线圈中磁通量 随时间t变化的图象 则 c a 电阻r上的电功率为20wb t 0 02s时r两端的电压瞬时值为零c r两端的电压u随时间t变化的规律是u 14 1cos100 tvd 通过r的电流i随时间t变化的规律是i 14 1cos50 ta 1 交变电流的瞬时值 峰值 有效值和平均值的比较 二交变电流 四值 的理解及应用 2 对交变电流有效值的理解 1 交变电流的有效值是根据电流的热效应 电流通过电阻生热 进行定义的 所以进行有效值计算时 要紧扣电流通过电阻生热 或热功率 进行计算 2 注意 三同 即 相同电阻 相同时间 内产生 相同热量 3 计算时 相同时间 一般取一个周期 ad a 电流表的示数为10ab 线圈转动的角速度为50 rad sc t 0 01s时 线圈平面与磁场方向平行d t 0 02s时 电阻r中电流的方向自右向左 b b d 例1 2016 青海西宁检测 6分 在匀强磁场中 一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动 如图甲所示 产生的交变电动势的图象如图乙所示 已知矩形线圈的匝数n 100 以角速度 100 rad s绕oo 轴匀速转动 则 a t 0 005s时线圈中磁通量的变化率为零b t 0 01s时线圈平面与中性面重合c 穿过线圈的最大磁通量为0 01wbd 经t 1s时间 交变电流方向改变100次 答题送检 来自阅卷名师报告 规范答题 解析 t 0 005s时感应电动势最大 线圈的磁通量变化率也最大 a错误 t 0 01s时感应电动势为零 穿过线圈的磁通量最大 线框平面与中性面重合 b正确 感应电动势的最大值为314v 由em n m 可得 m 0 01wb c正确 在每个周期t 0 02s时间内 交变电流方向改变两次 即在1s时间内可改变100次 故d正确 答案