高考物理一轮复习 第五章 1 交变电流知识点总结课件 新人教版.ppt

第五章 交变电流 1交变电流 知识点1 交变电流 1 交变电流 大小和方向随时间做周期性变化的电流 2 直流 方向不随时间变化的电流 3 中性面 线圈平面垂直于磁感线时的位置 4 正弦式交变电流 按正弦规律变化的交变电流 知识点2 交变电流的产生 1 产生方法矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动 线圈中就会产生正弦式交变电流 如图5 1 1所示 图5 1 1 2 电流特点 1 线圈处于中性面时 穿过线圈的磁通量最大 但感应电 动势和感应电流为零 2 线圈平面与磁感线平行时 穿过线圈的磁通量为零 但 感应电动势和感应电流最大 3 感应电动势和感应电流的方向每一个周期改变两次 在 中性面时开始改变 知识点3 交变电流的变化规律 1 正弦交变电流的数学表达式如图5 1 2甲 乙所示 n匝矩形线圈abcd 其边长分别为ad l1 ab l2 面积s l1 l2 在磁感应强度为b的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴oo 以角速度 匀速转动 从中性面开始计时 经时间t 转动的角度 t 图5 1 2 2 余弦交变电流的数学表达式 如果线圈从如图5 1 3所示位置即峰值面开始转动 电路中感应电动势 感应电流和路端电压将按余弦规律变化 对于单匝线圈 有 图5 1 3 1 电动势的瞬时表达式e emcos t 2 电流的瞬时表达式i imcos t 3 路端电压u umcos t 4 在峰值面上 cos t 1 电动势得最大值em 例1 双选 单匝矩形线圈abcd放在匀强磁场中 如图5 1 4所示 ab dc l1 ad bc l2 从图示位置起以角速度 绕不同 转轴做匀速转动 图5 1 4a 以oo 为转轴时 感应电动势e bl1l2 sin tb 以o1o1 为转轴时 感应电动势e bl1l2 sin tc 以oo 为转轴时 感应电动势e bl1l2 cos td 以oo 为转轴或以ab为转轴时 感应电动势 解析 以oo 为转轴时 图示位置相当于是峰值面 根据感应电动势的表达式e emcos t及em bs bl1l2w可知e bl1l2 cos t 则c对a错 再根据三角函数关系可知d选项正确 若线圈以o1o1 为转轴 线圈磁通量变化始终为零 则感应电动势为零 答案 cd 1 双选 一个平面矩形线圈在绕垂直于磁场的轴转动时 产生的交变感应电动势最大的情况是 bd a 线圈平面垂直于磁场b 线圈平面平行于磁场c 磁通量最大时d 磁通量为零时解析 当线圈平行于磁场时 磁通量为零 磁通量的变化率最大 感应电动势最大 题型1 交变电流的表达式 例2 交流发电机在工作时电动势为e emsin t 若将发电机的转速提高一倍 同时将电枢所围面积减少一半 其他 条件不变 则电动势为 c 解析 e nbs sin t 转速增大一倍 所围面积减少一半 最大值不变 则可知表达式为e emsin2 t 2 如图5 1 5所示 一半径为r 10cm的圆形线圈共 向的中心轴线oo 以n 600r min的转速匀速转动 当线圈转至中性面位置时开始计时 求 图5 1 5 解 当线圈从中性面开始计时 产生的感应电动势的瞬时值表达式为e nbs sin t 1 e nbs sin t 其中 2 n 2 10rad s 20 rad s所以e nbs sin t 题型2 交变电流的图象 例3 处在匀强磁场中的矩形线圈abcd 以恒定的角速度绕ab边转动 磁场方向平行于纸面并与ab垂直 在t 0时刻 线圈平面与纸面重合 图5 1 6 线圈的cd边离开纸面向外运动 若规定由a b c d a方向的感应电流为正 则 能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是 图5 1 6 解析 由峰值面开始计时 说明变化规律是余弦图象 当cd边向外转时 电流向上 因此电流起始值为正值 只有c选项正确 答案 c 3 双选 如图5 1 7所示是一个正弦交变电流的i t图 象 根据这一图象 以下