【鲁科版高中物理选修3-2课件-第三章《交变电流》复习 】

交变电流复习一.交变电流的产生及其变化规律1.矩形线圈n匝,ab=l1,bc=l2,在磁感强度为B的匀强磁场中以oo’为转轴匀速转动,角速度为.从图示位置计时.推导:(1)感应电动势瞬时值e表达式.(2)电流i的表达式.(3)路端电压u表达式.(4)从S∥B位置开始计时,写出电动势的瞬时值的表达式.rRabcdv、B夹角为=tv=l2/2eab=ecd=nBl1vsin=nBl1l2sin/2e=2eab=nBl1l2sine=nBSsint中性面vv1v2t交变电流的变化规律电动势的瞬时值(从中性面开始计时)e=EmsintEm

=nBS由闭合电路的欧姆定律可计算i、u的瞬时值和最大值.问题1

如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动，在线圈中都会产生感应电流吗?

Oˊ

b

B

a

d

c

O

Oˊ

b

B

a

d

c

O产生感应电流的条件是磁通量发生变化.闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,在线圈中就会产生正弦交流电.问题2

如图几种情况中，线圈的面积、匝数和角速度都相同，感应电动势是否相同？从Em=

nBSω可以看出，最大值Em与转轴的位置和线圈的形状无关.感应电动势都相同.问题3

通过闭合线圈平面的-t图象如图所示,下列说法正确的有A.t1时刻线圈中感应电动势最大B.t2时刻线圈中感应电动势最大C.t3时刻线圈平面与中性面重合D.t1、t3时刻线圈中感应电流方向相反【AD】1.将图象与发电机模型对应起来看.2.从电磁感应定律E=

n/t可知，-t图的切线的斜率表示e的大小.问题4

如图所示，制成弧形的两磁极间放置一个圆柱形铁心，产生一磁感线为放射性的磁场，该磁场方向都垂直于铁心表面，而以转轴为圆心的同一圆周上磁感应强度的大小相等.线圈匀速转动产生什么形式的交流电?NSxvve2Blvt0T/2T3T/22T-2Blv交变电流的有效值1.根据电流的热效应定义：让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值.2.对于正弦交变电流例题1

下图表示一交流电的电流随时间而变化的图象。此交流电流的有效值是A．5AB.5/AC．3.5AD.3.5/A【B】一般取一个周期计算.例题2

有一种整流电路可以将正弦交流电变成如图所示的脉动直流电（每半个周期都按正弦规律变化）.则该脉动直流电电流的有效值为【C】对于直流电也存在有效值问题例题3

如图所示,矩形线圈n=100,内阻r=5.0Ω,在匀强磁场中以角速度ω绕垂直于磁场方向的轴转动,穿过每匝线圈的磁通量-t图象如图.外电路电阻R=95Ω.(1)线圈匀速转动的角速度ω是多少？(2)线圈中产生的感应电动势的最大值是多少?(3)在t=T/6时刻,线圈中的感应电动势为多大?(4)在t＝T/12时刻,线圈平面与磁感应强度的夹角为多大?Em=nBSω=NΦm=200Ve=Em

cost=100V

=t=/6=30°(或150°)例题4

如图所示,交流发电机的矩形线圈abcd中,ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=1.0×102,线圈电阻r=0.20Ω,外电阻R=4.8Ω.线圈在磁感强度B=0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OOˊ匀速转动,角速度ω=1.0×102πrad/s.求：(1)从图示位置开始计时,写出感应电流随时间变化的函数表达式.

例题4

如图所示,交流发电机的矩形线圈abcd中,ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=1.0×102,线圈电阻r=0.20Ω,外电阻R=4.8Ω.线圈在磁感强度B=0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OOˊ匀速转动,角速度ω=1.0×102πrad/s.求：(2)如果线圈的转速提高1倍,写出感应电流随时间变化函数表达式.e=Emsint例题4

如图所示,交流发电机的矩形线圈abcd中,ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=1.0×102,线圈电阻r=0.20Ω,外电阻R=4.8Ω.线圈在磁感强度B=0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OOˊ匀速转动,角速度ω=1.0×102πrad/s.求：(3)t=1/6×10-2s时，交流电压表和交流电流表的示数.U=IR=1.6×102V例题4

如图所示,交流发电机的矩形线圈abcd中,ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=1.0×102,线圈电阻r=0.20Ω,外电阻R=4.8Ω.线圈在磁感强度B=0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OOˊ匀速转动,角速度ω=1.0×102πrad/s.求：(4)此交流发电机的功率.P=I2(R+r)=5.6×103W焦耳热用有效值计算.例题4

如图所示,交流发电机的矩形线圈abcd中,ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=1.0×102,线圈电阻r=0.20Ω,外电阻R=4.8Ω.线圈在磁感强度B=0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OOˊ匀速转动,角速度ω=1.0×102πrad/s.求：(5)从图示位置开始计时,在四分之一周期内通过R的电荷量.电荷量用平均值计算.1、电阻R1、R2与交流电源按照图1方式连接，R1=10Ω，R2=2