第10章---第1节.ppt

第十章交变电流传感器 第一节交变电流的产生和描述 1 产生 如图10 1 1所示 将闭合线圈置于磁场中 并绕方向的轴做匀速转动 匀强 垂直于磁感线 2 变化规律 线圈在中性面位置开始计时 1 电动势e随时间变化的规律 e 2 电压u随时间变化的规律 u 3 电流i随时间变化的规律 i 其中 等于线圈转动的 Em 3 正弦式交变电流的图象 如图10 1 2所示 Emsin t Umsin t Imsin t 角速度 nBl1l2 nBS 1 图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动 不能产生正弦式交变电流的是 解析 A B选项中闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场且过线圈平面的转轴匀速转动 满足产生正弦式交变电流的条件 能产生正弦式交变电流 C选项中转轴平行于磁场 转动过程中 穿过线圈的磁通量始终为零 故C中不产生正弦式交变电流 D选项中虽然只有一半线圈在磁场中 但是始终有一边切割磁感线按照正弦规律产生感应电动势 且一边出时 另一边恰好入 保证转动过程中感应电动势连续按照正弦规律变化 故应选C 答案 C 答案 A 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 2 对中性面的理解 1 中性面是与磁场方向垂直的平面 是假想的一个参考面 2 线圈平面位于中性面时 穿过线圈平面的磁通量最大 而磁通量的变化率为零 产生的感应电动势为零 3 线圈平面与中性面垂直时 穿过线圈平面的磁通量为零 但磁通量的变化率最大 产生的感应电动势最大 2011 徐州检测 如图10 1 4甲所示 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 45 时 如图乙 为计时起点 并规定当电流自a流向b时电流方向为正 则选项中的四幅图正确的是 1 若以线圈平面和磁感线平行开始计时 则正确选项可能是 2 若以线圈平面和磁感线垂直开始计时 则正确选项可能是 解析 1 在该种情况下 t 0时刻 感应电动势正好为最大值 为余弦函数图象 故A图可能正确 2 在该种情况下 t 0时刻 感应电动势正好为零 为正弦函数图象 故B图可能正确 答案 1 A 2 B 2010 石家庄模拟 在如图10 1 5甲所示电路中 D为理想二极管 正向电阻为零 反向电阻为无穷大 R1 30 R2 60 R3 10 在MN间加上如图乙所示的交变电压时 R3两端电压表的读数大约是A 3VB 3 5VC 4VD 5V 答案 B 答案 C 1 2010 广东高考 图10 1 7是某种正弦式交变电压的波形图 由图可确定该电压的 A 周期是0 01sB 最大值是311VC 有效值是220VD 表达式为u 220sin100 t V 答案 BC 2 2009 福建高考 一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10 1 8甲所示 已知发电机线圈内阻为5 0 则外接一只电阻为95 0 的灯泡 如图10 1 8乙所示 则 A 电压表V的示数为220VB 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484WD 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24 2J 答案 D 答案 B 交变电流的变化规律在生活中的应用 2010年初 寒潮暴雪袭击了我国的大部分地区 导致用电紧张 某些地方不得不紧急拉闸限电 某单位紧急启用备用电源 用柴油机带动发电机发电 图10 1 23为其结构示意图 abcd为固定在转轴上的矩形线框 转轴过bc边中点 与ab边平行 它的一端有一半径r0 20cm的转轮 通过皮带连在柴油机的飞轮上 设线框由N 1000匝导线圈组成 每匝线圈的面积S 200cm2 磁极间可视为匀强磁场 磁感应强度B 1 0T 柴油机飞轮半径R 10 0cm 问柴油机飞轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U 220V 答案 31 11rad s 1 风力发电机为一种新能源产品 功率为200W到15kW 广泛应用于分散住户 若风力发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动 当线圈通过中性面时 下列说法正确的是 A 穿过线圈的磁通量最大 线圈中的感应电动势最大B 穿过线圈的磁通量等于零 线圈中的感应电动势最大C 穿过线圈的磁通量最大 线圈中的感应电动势等于零D 穿过线圈的磁通量等于零 线圈中的感应电动势等于零 解析 当线圈通过中性面时 感应电动势为零 但此时穿过线圈的磁通量最大 当线圈平面转到与磁感线平行时 穿过线圈的磁通量为零 但此时感应电动势最大 故C正确 答案 C 2 如图10 1 26所示 矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动 当线圈平面转到与磁场方向平行时 A 线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B 绕圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C 线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同 都是a b c dD 线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力 解析 无论线圈是绕P1轴转动还是绕P2轴转动 整个线圈中的磁通量变化率是相同的 故绕P1轴转动时产生的电流等于绕P2轴转动时产生的电流 选项A正确 B错误 电流的方向按照右手定则判断应当是a d c b a