2018-19学年高中物理第二章交变电流习题课课件【教科版选修】.pptx

1、习题课：交变电流的产生及描述,第二章交变电流,学习目标,典例精析,达标检测,1.理解交变电流的产生过程，能够求解交变电流的瞬时值. 2.理解交变电流图像的物理意义. 3.知道交变电流“四值”的区别，会求解交变电流的有效值.,例1图1甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图.其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的匝数n100匝，电阻r10 ，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R90 ，与R并联的交流电压表为理想电表.在t0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化.求：,典例精析,一、交变电流图像的应用,图1,(1)交流发电机产生的

2、电动势最大值；,解析答案,解析交流发电机产生电动势的最大值EmnBS 而mBS，,由t图线可知， m2.0102 Wb，T0.2 s 所以Em20 V62.8 V. 答案62.8 V,(2)电动势的瞬时值表达式；,解析答案,由于从垂直中性面位置开始计时， 所以感应电动势的瞬时值表达式为eEmcos t62.8cos (10t) V 答案e62.8cos (10t) V,(3)线圈转过 1 30 s时电动势的瞬时值；,解析答案,答案31.4 V,(4)电路中交流电压表的示数.,解析答案,答案40 V,例2如图2所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产

3、生正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是(),归纳总结,解析答案,图2,A.在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B.线圈先后两次转速之比为32 C.交流电a的瞬时值表达式为u10sin (5t) V D.交流电b的最大值为 20 3 V,归纳总结,解析由题图可知，t0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，A错误； 由题图可知TaTb23，故nanb32，B正确； 由题图可知，C正确； 因ab32，交流电最大值UmnBS，故UmaUmb32，Umb 2 3 Uma 20 3 V，D正确. 答案BCD,归纳总结,正弦交流电的图像是一条正弦曲线，从图像中可以得到以

4、下信息： (1)周期(T)和角速度()：,(3)瞬时值：每个“点”表示某一时刻的瞬时值. (4)可确定线圈位于中性面的时刻，也可确定线圈平行于磁感线的时刻. (5)判断线圈中磁通量及磁通量变化率 t 的变化情况.,二、交变电流“四值”的应用比较,解析答案,例3一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO以如图3所示的角速度匀速转动，外电路电阻为R.,图3,(1)写出此时刻线圈感应电流的方向.,(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值为多大？,解析由右手定则可判定电流的方向沿adcba.,解析EmNBSNBL2.,(4)从图示位置开始，线

5、圈转过60的过程中通过R的电荷量是多少？,解析答案,(3)线圈平面与磁感线夹角为60时的感应电动势为多大？,解析线圈平面与B成60角时的瞬时感应电动势,解析通过R的电荷量,图3,解析答案,(5)图中电流表和电压表的示数各是多少？,图3,解析电流表的示数,针对训练如图4所示，单匝线圈在匀强磁场中绕OO轴从图示位置开始匀速转动.已知从图示位置转过 6 时，线圈中电动势大小为10 V，求：,解析答案,图4,(1)交变电动势的峰值；,解析图示位置为中性面，从此时开始计时，交变电动势的瞬时值为eEmsint， 将t 6 ，e10 V代入上式，求得Em20 V. 答案20 V,(2)交变电动势的有效值；,

6、解析答案,(3)与线圈相接的交流电压表的示数.,解析此电流为正弦交变电流，所以交变电动势的有效值,解析此交流电压表测的是电动势的有效值，大小为10 2 V.,归纳总结,返回,归纳总结,交变电流的四值，即峰值、有效值、瞬时值、平均值，在不同情况下的应用： (1)在研究电容器的耐压值时，只能用峰值. (2)在研究交变电流做功、电功率及产生的热量时，只能用有效值，交流电表显示的也是有效值. (3)在研究交变电流通过导体横截面的电荷量时，只能用平均值. (4)在研究某一时刻线圈受到的安培力时，只能用瞬时值.,返回,达标检测,1.(多选)图5甲、乙分别表示两种电压的波形，其中甲电压按正弦规律变化.下列说

7、法正确的是(),1,2,3,解析答案,A.甲表示交流电，乙表示直流电 B.两种电压的有效值相等 C.甲电压的瞬时值表达式为u311sin (100t) V D.甲交变电流的有效值比乙交变电流的有效值大,图5,解析题图中两交变电流的大小和方向都随时间变化，在t轴的上方为正，下方为负，A错. 有效值E Em 2 只对正弦交流电适用，将两个图像叠放在一起，可以看出两个交变电流的最大值相等，甲对应的有效值大，所以B错，D对. 由题图甲可知C对. 答案CD,1,2,3,2.如图6所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系.若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲W乙为(),解析答案,1,2,3,图6,A.1 2 B.12C.13 D.16,答案C,1,2,3,3.如图7所示，在匀强磁场中有一个“”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B 5 2 T，线框的CD边长为20 cm，CE、DF长均为10 cm，转速为50 r/s.若从图示位置开始计时：,1,2,3,图7,解析答案,(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；,解析线框转动，开始计时的位置为线圈平面与磁感线平行的位置，在t时刻线框转过的角度为t， 此时刻eBl1l2cos t， 即eBScos t，,1