2012高二物理课件：第五章 1 交变电流 (新人教版选修3-2)

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511所示)图511,2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512甲、乙所示，n匝矩形线圈abcd，其边长分别为adL1，abL2，面积SL1L2，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512,2余弦交变电流的数学表达式,如果线圈从如图513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513,(1)电动势的瞬时表达式eEmcost.(2)电流的瞬时表达式iImcost.(3)路端电压uUmcost.,(4)在峰值面上，|cost|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514所示，abdcl1，adbcl2，从图示位置起以角速度绕不同,转轴做匀速转动(,),图514A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eEmcost及EmBS=Bl1l2w可知eBl1l2cost，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eEmsint，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=nBSsint，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eEmsin2t.,2如图515所示，一半径为r10cm的圆形线圈共,向的中心轴线OO以n600r/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515,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eNBSsint(1)eNBSsint，其中2n210rad/s20rad/s所以eNBSsint,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t0时刻，线圈平面与纸面重合(图516)，线圈的cd边离开纸面向外运动若规定由abcda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516,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517所示是一个正弦交变电流的it图,),象，根据这