－鲁科版选修32 3.2 交变电流是怎样产生的 课件（22张）.ppt

3 2交变电流是怎样产生的 交变电流 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 简称交流 ac 电 交变电流的产生 产生方式 匀强磁场中 线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动 中性面 线框平面与磁感线垂直位置 2 每经过中性面一次 方向就改变一次 以线圈经过中性面开始计时 在时刻t线圈中的感应电动势 ab和cd边切割磁感线 令 则有 e为电动势在时刻t的瞬时值 em为电动势的最大值 注意 与线圈的形状 转轴的位置无关 n匝 交变电流的描述 次数 若转过90度则流过r的电荷量为多少 3 平均值 可用法拉第电磁感应定律来求 思考 若从与中性面垂直开始则如何 交流电压表的指针是否会左右摇摆 有效值 以电流的热效应规定让交流与恒定电流通过相同的电阻 如果它们在一个周期内产生的热量相等 则这个恒定电流i 恒定电压u就是这个交变电流的有效值 求此电流的有效值 例1 如图甲所示 将阻值为r 5 的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上 电流随时间变化的规律如图乙所示 电流表串联在电路中测量电流的大小 对此 下列说法正确的是 a 电阻r两端电压变化规律的函数表达式为u 2 5sin200 t v b 电阻r消耗的电功率为1 25wc 若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生 如图丙所示 当线圈的转速提升一倍时 电流表的示数为1ad 这一交变电流与图丁所示电流比较 其有效值之比为1 1 a 思考1某发光装置的发光电流为0 49a 即通过该发光装置的电流大于等于0 49a时才会发光 当该装置通图乙所示的交流电时能发光吗 若能 1min内该装置发光几次 思考2图乙中的交变电流经过一二极管后 其i t图象如图所示 则该电流的有效值多大 例2 一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示 由图可知 a 该交流电的电压瞬时值的表达式为u 100sin 25t vb 该交流电的频率为25hzc 该交流电的电压的有效值为100d 若将该交流电压加在阻值r 100 的电阻两端 则电阻消耗的功率时50w d 练1 在匀强磁场中 一矩形金属线框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 则 a t 0 005s时线框的磁通量变化率为零b t 0 01s时线框平面与中性面重合c 线框产生的交变电动势有效值为311vd 线框产生的交变电动势频率为100hz b 练2 如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场 磁感应强度为b 电阻为r 半径为l 圆心角为45 的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的o轴以角速度 匀速转动 o轴位于磁场边界 则线框内产生的感应电流的有效值为 a b c d 解析 选d 线框进入磁场和穿出磁场产生的感应电动势均为产生感应电动势的时间均为由一个周期产生的电热解得选d 练3 图甲是交流发电机模型示意图 在磁感应强度为b的匀强磁场中 有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴oo 转动 由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕oo 转动的金属圆环相连接 金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触 这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻r形成闭合电路 图乙是线圈的主视图 导线ab和cd分别用它们的横截面来表示 已知ab长度为l1 bc长度为l2 线圈以恒定角速度 逆时针转动 只考虑单匝线圈 1 线圈平面处于中性面位置时开始计时 试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式 2 线圈平面处于与中性面成 0夹角