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第二章 交变电流 第一节 认识交变电流第二节 交变电流的描述 广东仲元中学杨运广 2 强弱和方向都不随时间改变的电流叫恒定电流 3 强弱和方向都随时间周期性变化的电流叫交流电 广义定义 方向随时间变化的电流叫交流电 例题 下列各图属于交流电的有 一 交变电流的概念 1 方向不随时间变化的电流叫直流电 abc 生活中常见的4种交流电 家庭电路的正弦交流电 示波器中的锯齿波 电子计算机的矩形脉冲 激光通信中的尖脉冲 二 交变电流的产生 实验与观察 改变转动的速度 电流表指针的摆动情况有什么变化 小灯泡的亮度有什么变化 中性面 这样大小方向不断变化的电流是怎样产生的呢 思考 线圈转到中性面时 穿过线圈的磁通量最大 是不是感应电动势最大 思考 转到线圈平面与磁感线平行的位置的瞬间 磁通量为零 是不是感应电动势为零 在什么位置电流方向发生改变 中性面 转动一周 电流方向改变几次 两次 电流大小为什么会改变呢 如图 ab边长为l1 ad边长为l2 转动角速度为 从中性面开始转动 经时间t 线圈转过角度 ab边中的感应电动势eab 整个线圈的感应电动势e 二 用函数表达式描述交变电流 t 2bl1vsin t bs sin t bl1vsin t 表达式 e 2bl1vsin t bs sin t e随时间而变化 不同时刻有不现的数值 某时刻的电动势的值叫瞬时值 线圈有n匝时 可见在匀强磁场中 匀速转动的线圈中产生的感应电动势是按正弦规律变化的 这样的交变电流叫正弦交流电 设整个回路的电阻为r 则电路的感应电流为 瞬时值 由表达式e bs sin t可知 最大值 峰值 em 用r表示闭合电路的总电阻 用im表示峰值 i表示感应电流的瞬时值 则 im nbs ri imsin t 当线圈转到线圈平面和磁感线平行时 电动势最大 nbs e em nbs 即仅由匝数n 线圈面积s 磁感强度b和角速度 四个量决定 与轴的具体位置 线圈的形状及线圈是否闭合无关 三 用图象描述交变电流的变化规律 1 一矩形线圈 绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动 线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示 下面说法中正确的是 a t1时刻通过线圈的磁通量为零b t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大c t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大d 每当e变换方向时 通过线圈的磁通量绝对值都为最大 课堂练习 d 2 如图 一矩形线圈 ab边长为l1 ad边长为l2 绕轴作匀速转动 角速度为w 从图示位置开始转动 经t时间线圈中的感应电动势多大 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 如图 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
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