交变电流的产生和变化规律.doc

交变电流的产生和变化规律考点扫描一、正弦交流电的产生1交流电的定义：大小和方向都随时间做 变化的电流叫交变电流。按 规律变化的电流叫正弦交流电。甲：家庭电路中的正弦交变电流乙：示波器中的锯齿波扫描电压丙：电子计算机中的矩形脉冲丁：激光通信中的尖脉冲交变电流的典型特征是 变化，其 可能不变。实际中应用的交变电流，不只限于正弦交变电流，它们随时间变化的规律是各种各样的。如图所示2交变电流的产生：线圈在 磁场中绕 的轴，以某一角速度 转动，线圈中将产生正弦式交流电。3中性面：在线圈平面与磁场垂直时，线圈中没有感应电流，这样的位置叫 。在此位置时，磁通量 ，磁通量的变化率 ，线圈中感应电动电动势 ，线圈每次经过此位置时，电流方向就改变一次，一周内电流方向改变 次，50HZ的交流电，在1秒内电流改变 次方向。二、正弦交流电的变化规律1交流电流的数学表达式若从中性面开始计时，e= ，感应电动势的最大值Em = NBL1L2。 i= ，u= 。若从垂直中性面位置开始计时，e= ，感应电动势的最大值Em = NBL1L2。 i= ，u= 。试推理线圈转至右图中位置时的电动势瞬时值2交流电流的图象当线圈从中性面开始转动，在一个周期中：三、交流发电机（了解）1构成：交流发电机的基本组成部分是产生感应电动势的线圈（通常叫电枢）和产生磁场的磁极2分类：按转动部分不同，交流发电机分为旋转磁极式发电机和旋转电枢式发电机旋转磁极式发电机能够产生几千伏到几万伏的电压，输出功率可达几百兆瓦，大多数发电机都是该类型旋转电枢式发电机产生的电压一般不超过500 V3能量转化：发电机的转子由动力机（如水轮机、蒸汽轮机等）带动，把机械能传递给发电机，发电机将得到的机械能转化为电能输送给外电路例1如图所示，表示交变电流的图象是例2如图所示，有一矩形线圈abcd在匀强磁场中分别绕轴O1O1和中轴O2O2以同样的角速度匀速转动，那么此线圈在以O1O1和O2O2分别为轴旋转到线圈平面与磁感线平行时，可产生的感应电流之比为A12 B21 C14 D11例3一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速转动，产生交变电动势的瞬时表达式为e = 10sin4tV ，则（ ）A在1s时间内，线圈中电流方向改变100次 B零时刻线圈平面与磁场垂直Ct=0.25s时，e达到最大值 D 该交变电动势的频率为2Hz例4.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示.如果其他条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为( )例6一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一条边为轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示,则磁感应强度B_,在tT/12时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于_例5有一个氖气灯泡，当电压高于50 V时就会发光，给这个氖气灯泡加上e100 sin314t V的交流电，求它连续发光的时间课后练习1交流发电机在工作时的电动势为e=Emsint。若将其电枢的转速加倍，其他条件不变，则其电动势变为（ ）Ae=Emsint/2 Be=2Emsint/2Ce=Emsin2t De=2Emsin2t2闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中产生的交变电流的瞬时值表达式为i=Imsint。保持其他条件不变，使线圈的匝数及转速都增加1倍，则电流的变化规律为（ ）Ai=2Imsin2t Bi=4Imsin2t Ci=2Imsint Di=4Imsint3已知交流电的瞬时表达式为i=5sin50 tA，从t=0到第一次出现最大值的时间是（ ） A1/100s B1/500s C1/150s D1/200s4交流发电机在工作时的电动势为e=E0sint，若将其电枢的转速提高1倍，同时将电枢所围成面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为（ ）Ae=E0sin（t/2） Be=2E0sin（t/2） Ce=E0sin2t De=2E0sin2t5如图所示，一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，则下列说法中正确的是（ ）0.01t/sO0.020.030.04At=0时刻线圈平面与中性面垂直Bt=0.01s时刻，磁通量的变化率最大Ct=0.02s时刻，交流电动势达到最大D0.02s到0.03s的时间内，交流电的电动势在增大6一台发电机产生的按正弦规律变化的交流电电动势的最大值是311V。如果线圈从中性面开始转动，线圈匀速转动的角速度为100，这个发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式是（ ）Ae=311 sin100t Be=220 sin100t Ce=311 cos100t De=220 cos100t7.如图所示，矩形线圈abcd放在匀强磁场中，adbcL1，abcdL2.从图示位置起以角速度绕不同转轴做匀速转动，则( )A.以OO为转轴时，感应电动势eBL1L2sintB.以O1O1为转轴时，感应电动势eBL1L2sintC.以OO为转轴时，感应电动势eBL1L2costD.以OO为转轴跟以ab为转轴一样，感应电动势eBL1L2sin(t+)8oooooooo在下面几种情况中，如图所示，如果线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度、线圈面积S均相同，那么感应电动势的最大值是否相同？9一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线圈，当线圈转动到中性面时开始计时，t1=1/60s，线圈中感应电动势为50V，当t2=1/30s时，线圈中感应电动势为50V，求：（1）感应电动势的最大值；（2）线圈转动的角速度大小；（3）线圈中感应电动势的瞬时值表达式。t1t2t3t4tOm-m10一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图所示，问：（1）t1、t2、t3、t4各时刻，线圈分别处于什么位置；（2）从t=0到t=t1时刻穿过线圈的磁通量变化率如何变化？从t= t1到t=t2时刻穿过线圈的磁通量变化率如何变化？（3）t=0、t1、t2、t3、t4各时刻哪个时刻线圈中感应电动势最大？在哪个时刻感应电动