粤教版经典课件,2.2交变电流描述

1、t中性面中性面Bvvoa(b)d(c)ttvvNSabcd例例1.闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中产生的交变电流的瞬时值轴匀速转动，线圈中产生的交变电流的瞬时值表达式为表达式为 i Imsin t.保持其他条件不变，使保持其他条件不变，使线圈的匝数及转速都增加线圈的匝数及转速都增加 1 倍倍，则该电流的数，则该电流的数学表达式为（学表达式为（ ）AI2Imsin 2tCI2Imsin tBBI4Imsin 2tDI4Imsin t例例2有一交流发电机产生的电动势的瞬时有一交流发电机产生的电动势的瞬时表达式表达式 V可知（可知（ ） A此

2、交流的转速是此交流的转速是 B此交流的周期是此交流的周期是0.5s，频率为，频率为2HZ C当当t=0.5s时刻，电动势达到最大值时刻，电动势达到最大值 D当当t=0.25s时刻，线圈平面与中性面垂时刻，线圈平面与中性面垂直，磁通量最大直，磁通量最大10 2sin4et4r/sB例例3如图所示，一矩形线圈如图所示，一矩形线圈 ab 边长为边长为 L1，ad 边长为边长为 L2，在磁感应强度为，在磁感应强度为 B 的的匀强磁场中绕匀强磁场中绕 OO轴以角速度轴以角速度从图示位从图示位置开始匀速转动，则置开始匀速转动，则 t 时刻线圈中的感应时刻线圈中的感应电动势为电动势为( )DA0.5BL1L

3、2sin t B0.5BL1L2cos t CBL1L2sin t DBL1L2cos t例例4.有一个有一个100匝正方形线框，边长为匝正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻，线框总电阻为为r=1 ，外电阻，外电阻R=9 ，磁感应强度为磁感应强度为0.5 T，线框绕，线框绕OO轴以轴以10 rad/s的角速度从图示位置开始匀速转动，求的角速度从图示位置开始匀速转动，求:（1）电流电动势最大值、电流最大值。）电流电动势最大值、电流最大值。（2）写出感应电动势随时间变化的表达式。）写出感应电动势随时间变化的表达式。 （3）线框从图示位置转过）线框从图示位置转过30时，感应电动势的瞬时值是时，感

4、应电动势的瞬时值是多大？磁通量多大？多大？磁通量多大？（4）电阻）电阻 R 上的最大电压上的最大电压（1）Em=NBS=20 V , Im=Em/(R+r)=2A.（2）e=Emsint=20sin10 t （V）.（3）e=Emsin30=10 V，=BScos30=0.0173 Wb.（4）U=18V.【规律总结规律总结】电动势瞬时值（表达式）的方法电动势瞬时值（表达式）的方法（1）确定线圈转动是否从中性面开始计时）确定线圈转动是否从中性面开始计时.（2）确定线圈转动的角速度）确定线圈转动的角速度及线圈匝数及线圈匝数N、磁感应、磁感应强度强度B、线圈面积、线圈面积S等等.（3）求出峰值）求

5、出峰值Em=NBS.（4）写出瞬时电动势）写出瞬时电动势 的表达式的表达式,代入时间求瞬时值代入时间求瞬时值.正弦交变电流的图象正弦交变电流的图象eoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt tabcdKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB开始位置开始位置名名 称称公公 式式图图 象象中性面中性面瞬时电动势瞬时电动势瞬时电流瞬时电流瞬时电压瞬时电压eEm-Emt0iIm-Imt0uUm-Umt0其它交变电流波形图其它交变电流波形图正弦式交变电流在一个周期内的变化规律正弦式交变电流在一个周期内的变化规律(1)峰值出

6、现的位置分别是：峰值出现的位置分别是：Em、Im、Um 出现在线圈与磁感出现在线圈与磁感线平行的位置，线平行的位置，m 出现在中性面位置出现在中性面位置；零值出现的位置分别是：零值出现的位置分别是：e0、i0、u0 出现在中性面出现在中性面位置，位置，0 出现在线圈出现在线圈与磁感线平行的位置与磁感线平行的位置(2)在一个周期内在一个周期内 e、i、u、的变化规律：的变化规律：e、i、u 的变化的变化是同步的；是同步的；的变化与的变化与 e、i、u 的变化间的关系是的变化间的关系是此消彼长的此消彼长的【例题例题1】某交流发电机产生的感应电动势与某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，

7、如果其他条件不变，时间的关系如图所示，如果其他条件不变，仅使线圈的转速加倍，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大则交流电动势的最大值和周期变为值和周期变为A400 V、0.02 sB200 V、0.02 sC400 V、0.08 sD200 V、0.08 s答案：B 【例题例题2】一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，绕圈中的感应电动势圈平面内的固定轴转动，绕圈中的感应电动势e随时随时间间t的变化如图所示，下列说法中正确的是（的变化如图所示，下列说法中正确的是（ ）A.t1时刻通过线圈的磁通量为零时刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过

8、线圈的磁通量的绝对值最大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时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大答案：D 【例题例题3】一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度一个矩形线圈在匀强磁场中以角速度逆时逆时针转动，当线圈平面经过图中位置时开始计时，且以电针转动，当线圈平面经过图中位置时开始计时，且以电流由流由a端流出（纸面）为正，则能正确表示这一交变电端流出（纸面）为正，则能正确表示这一交变电流图象的是（流图象的是（ ）答案：A 【例题例题4】(2011年如皋高二

9、检测年如皋高二检测)某线圈在匀强某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图，由图中信息可以判断变电流的图象如图，由图中信息可以判断() A在在A和和C时刻线圈处于中性面位置时刻线圈处于中性面位置 B在在B和和D时刻穿过线圈的磁通量为零时刻穿过线圈的磁通量为零 C从从O时刻到时刻到D时刻线圈转过的角度为时刻线圈转过的角度为2 D若从若从O时刻到时刻到B时刻历时时刻历时0.02 s，则交变电，则交变电流的频率为流的频率为50 Hz 【例题例题5】(2011年重庆高二检测年重庆高二检测)一矩形线圈，绕垂直一矩形线圈，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中的感应电动势e随时间随时间t的变化如下面说法中正确的的变化如下面说法中正确的是是() At1时刻通过线圈的磁通量为零时刻通过线圈的磁通量为零 Bt2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 Ct3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D每当每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大为最大【例题例题6】一矩形线圈位于一个方向垂直线圈平面向一矩形线圈位于一个方向垂直线圈平面