第一课时交变电流的产生和描述

1、第一课时 交变电流的产生和描述例1 如图所示，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时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是例2 如图所示，边长为L的正方形线圈abcd的匝数为n，线圈电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，现在线圈以OO为轴，以角速度匀速转动，求：闭合电路中电流瞬时值的表达式线圈从图示位置转过90的过程中电阻R上产生的热量通过R的电荷量电阻R上的最大电压若在电阻R两端并一电容器，则此电容器的耐压值至少

2、为多少？例3：计算下列各图中的有效值例4 图l 、图2 分别表示两种电压的波形其中图l 所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是A图l 表示交流电，图2 表示直流电B两种电压的有效值相等C图1 所示电压的瞬时值表达式为：u= sin100tVD图l 所示电压经匝数比为10 : 1 的变压器变压后频率变为原来的yxOR1R2AvC例5：如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝，R1=4，R2=8(导轨其它部分电阻不计) 。导轨OAC的形状满足方程y=2sin（x/3） (单位：m)。磁感强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。一足够长的金属棒在水平外力F

3、作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻。求：在滑动过程中通过金属棒的电流与时间t的关系；例6、 一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示一块铁插进线圈之后，该灯将：A变亮B变暗C对灯没影响例7、如图所示为一低通滤波电路已知电源电压包含的电流直流成分是240V，此外还含有一些低频的交流成分为了在输出电压中尽量减小低频交流成分，试说明电路中电容器的作用【巩固练习】1 电学元件的正确使用，对电路安全工作起着重要作用。某电解电容器上标有“25V ，450F”字样，下列说法中正确的是 A.此电容器在交流

4、、直流电路25V的电压时都能正常工作B.此电容器只有在不超过25V的直流电压下才能正常工作C.当工作电压是直流25V时，电容才是450FD.若此电容器在交流电压下工作，交流电压的最大值不能超过25V2交流发电机的转子由BS的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V，那么当线圈转过30时交流电压的瞬时值为V。3矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是（）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

5、感应电动势等于零4.一个矩形线框的面积为S ，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则（ ）A线框交变电动势的最大值为nBSB线框交变电动势的有效值为nBSC从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2nBSD感应电动势瞬时值为e = 2nBSsin2nt5. 下列各图象中属于交流电的有（ ）6. 交流发电机产生的正弦交流电动势为，为使电动势的有效值变为原来的4倍，而频率变为原来的2倍，则可采用的方法是（ ）A. 使转速变为原来的4倍，磁场的磁感强度变为原来的2倍B. 使转速变为原来的2倍，磁场的磁感强度变为原来的2倍C. 使转速变为原来的2

6、倍，线圈的面积增加到原来的2倍D. 使转速变为原来的2倍，线圈的面积增加到原来的4倍7如图所示，匀强磁场的磁感强度B = 0.1T ，矩形线圈的匝数N = 100匝，边长= 0.2m ，= 0.5m ，转动角速度= 100rad/s ，转轴在正中间。试求：（1）从图示位置开始计时，该线圈电动势的瞬时表达式；（2）当转轴移动至ab边（其它条件不变），再求电动势的瞬时表达式；（3）当线圈作成半径为r = 的圆形，再求电动势的瞬时表达式。8如下图所示为交流发电机示意图，匝数为匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为，在磁感强度的匀强磁场中绕轴以的角速度匀速运动，线圈和外部电阻R相接，求：（

7、1）S断开时，电压表示数；（2）S闭合时，的示数；（3）为使R工作正常，R的额定电压是多少；（4）通过电阻R的电流最大值是多少？R上所消耗的电功率是多少？ABCn1n29如图所示，两平行光滑金属导轨处于竖直面内，相距0.50m，磁感应强度为B=1.0T的匀强磁场垂直于导轨平面。一长为0.60m的金属棒AC垂直于导轨放置，并与导轨始终保持良好接触。导轨的右端用导线与一理想变压器的原线圈相连，变压器的副线圈两端接有一 “10V、2.0W”的小灯泡。现用外力使金属棒AC沿导轨左右运动，速度的变化规律为m/s，此时小灯泡恰好正常发光。不计导轨、导线及金属棒的电阻，试求：（1）变压器的变压比n1/n2；（2）金属棒所受的最大安培力。TBt0B0-B010一个边长为L，匝数为N的正方形金属线框置于磁场中，线圈平面与磁场垂直，其总电阻为R。磁场的磁感