交變電流的描述 公開課

1、LOGO1.交流發(fā)電機線圈經(jīng)過中性面時，磁通量最交流發(fā)電機線圈經(jīng)過中性面時，磁通量最大，此時線圈中無電流；大，此時線圈中無電流；2.交流發(fā)電機線圈經(jīng)過中性面時，電流方向交流發(fā)電機線圈經(jīng)過中性面時，電流方向發(fā)生改變；發(fā)生改變；3.交流發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動交流發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)動 線圈中電流方向線圈中電流方向改變改變4.交流發(fā)電機線圈經(jīng)過與中性面垂直的位置交流發(fā)電機線圈經(jīng)過與中性面垂直的位置時，線圈中電流最大。時，線圈中電流最大。一周一周兩次兩次v1 1周期周期T T，頻率，頻率f f，角速度，角速度 ，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n n 間的間的v關(guān)系為：關(guān)系為： 2 2我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用的交變電流：周期我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和

2、生活用的交變電流：周期是是 ，頻率是，頻率是 。在每秒鐘內(nèi)，電流。在每秒鐘內(nèi)，電流的方向變化的方向變化 次。次。v3.3.交流發(fā)電機的線圈在磁場中勻速轉(zhuǎn)動，感應(yīng)電交流發(fā)電機的線圈在磁場中勻速轉(zhuǎn)動，感應(yīng)電動勢動勢e e的變化規(guī)律為的變化規(guī)律為_v若把線圈和電阻若把線圈和電阻R R連成閉合電路，設(shè)總電阻為連成閉合電路，設(shè)總電阻為R R，則電路中電流的瞬時值則電路中電流的瞬時值i i_，電阻，電阻R R上的電壓瞬時值上的電壓瞬時值vu u_._.第一部分：個體自學(xué)第一部分：個體自學(xué) Tf1nnfT2220.02s50HZ100NSabcda (b)d (c)NSNSabcda (b)d (c)NSt

3、中性面中性面Bvvoa(b)d(c)ttvv abab、dcdc邊長邊長L L ; ;adad、bcbc邊長邊長L L ; ;磁感應(yīng)強度為磁感應(yīng)強度為B ;B ;角速度為角速度為. .若線圈匝數(shù)為N ,則e=v上式中的上式中的e e隨著時間而變化，不同時刻有不同的隨著時間而變化，不同時刻有不同的數(shù)值，叫做電動勢的數(shù)值，叫做電動勢的 ，EmEm表示電動勢表示電動勢達到的達到的 ，叫做電動勢的峰值。上式，叫做電動勢的峰值。上式表明，電動勢按表明，電動勢按 規(guī)律變化。規(guī)律變化。v實驗證明，在只含有電阻的電路中，歐姆定律也實驗證明，在只含有電阻的電路中，歐姆定律也適用于交流電路，如果用適用于交流電路，

4、如果用R R表示閉合電路的總電表示閉合電路的總電阻，阻，ImIm表示電路中電流的峰值，用表示電路中電流的峰值，用i i表示電路中表示電路中感應(yīng)電流的瞬時值，則有感應(yīng)電流的瞬時值，則有i=i= v 外電路中一段導(dǎo)線上的電壓同樣是按正弦規(guī)律外電路中一段導(dǎo)線上的電壓同樣是按正弦規(guī)律變化的。設(shè)這段導(dǎo)線的電阻為，電壓瞬時值變化的。設(shè)這段導(dǎo)線的電阻為，電壓瞬時值v為為u=u= 瞬時值瞬時值最大值最大值正弦正弦Im Um v（1 1）一臺發(fā)電機產(chǎn)生的正弦交流電的電動勢峰）一臺發(fā)電機產(chǎn)生的正弦交流電的電動勢峰值是值是156V156V，線圈從中性面開始勻速轉(zhuǎn)動，其角速，線圈從中性面開始勻速轉(zhuǎn)動，其角速度是度是1

5、20120rad/srad/s，寫出電動勢瞬時值表達式。在，寫出電動勢瞬時值表達式。在1s1s內(nèi)電流方向改變多少次？內(nèi)電流方向改變多少次？ST601【針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練】用函數(shù)表達式描述交變電用函數(shù)表達式描述交變電流流解析：解析：電動勢的瞬時表達式為電動勢的瞬時表達式為i i20sin100t(A)20sin100t(A)由由 可得周期可得周期 ，電流每秒，電流每秒改變改變2 2次，所以次，所以1S1S內(nèi)電流方向改變內(nèi)電流方向改變120120次次T2v（2 2）閉合線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速）閉合線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為為240 r/min240 r/min，若線圈平面轉(zhuǎn)至與磁場方向

6、平，若線圈平面轉(zhuǎn)至與磁場方向平行時的電動勢為行時的電動勢為2 V2 V，則從中性面開始計時，則從中性面開始計時，所產(chǎn)生的交流電動勢的表達式為所產(chǎn)生的交流電動勢的表達式為ve e_V_V，電動勢的峰值為，電動勢的峰值為_V_V，v從中性面起經(jīng)從中性面起經(jīng) ，交流電動勢的大小為，交流電動勢的大小為_ V._ V.【針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練】用函數(shù)表達式描述交變電流用函數(shù)表達式描述交變電流2sin8t2S4811電動勢電動勢e、電流、電流i和電壓和電壓u隨時間變化的圖象隨時間變化的圖象 eEm-Emt0iIm-Im0uUm-Um0/23/22eEm-Em 0tiIm-Imt0uUm-Umt0tt/2/23/

7、23/222T/4T/23T/2TT/4T/4T/2T/23T/23T/2TT【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流NSSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流NSSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流NSSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流NSSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流NSSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流SSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流NSSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流NSSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述

8、交變電流NSSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流NSSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流NSSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流NSSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流NSSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流NSSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流NSSN【探究二探究二】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流四、正弦交變電流的圖象四、正弦交變電流的圖象eoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt tabcdKLABabcdK LAB

9、abcdkLABabcdkLABabcdkLABv（3） 某線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的某線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的交變電動勢的圖象如圖所示。由圖可知的信息有交變電動勢的圖象如圖所示。由圖可知的信息有哪些？哪些？ 【針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流解：由圖象可知，該交變電動勢的解：由圖象可知，該交變電動勢的最大值最大值Em=20V，周期，周期T=0.02 s.頻率：頻率：f= Hz=50 Hz角速度：角速度：=100 rad/s該交變電動勢的瞬時值表達式該交變電動勢的瞬時值表達式為：為：e=Emsint=20sin100t V.v（4）：（）：（10年廣東卷

10、年廣東卷 雙選）雙選） 右圖是某種右圖是某種正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定該正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的（電壓的（ ）vA.周期是周期是0.01S vB.最大值是最大值是311V vC.角速度為角速度為100 vD.表達式為表達式為U=220sin100t（V） 【針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練】用圖象描述交變電流用圖象描述交變電流BC第四部分：鞏固提升第四部分：鞏固提升 v1、矩形線圈在勻強磁場中繞著垂直磁感線方、矩形線圈在勻強磁場中繞著垂直磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈垂直中性面時，下向的軸勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈垂直中性面時，下列說法中正確的是（列說法中正確的是（ ）v、穿過線圈的磁通量最大

11、，線圈中的感應(yīng)、穿過線圈的磁通量最大，線圈中的感應(yīng)電動勢最大電動勢最大v、穿過線圈的磁通量等于零，線圈中的感、穿過線圈的磁通量等于零，線圈中的感應(yīng)電動勢最大應(yīng)電動勢最大v、穿過線圈的磁通量最大，線圈中的感應(yīng)、穿過線圈的磁通量最大，線圈中的感應(yīng)電動勢等于零電動勢等于零v、穿過線圈的磁通量等于零，線圈中的感、穿過線圈的磁通量等于零，線圈中的感應(yīng)電動勢等于零應(yīng)電動勢等于零Bv2、矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的、矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間隨時間t的變化規(guī)的變化規(guī)律如右圖所示，則下列說法正確的是（律如右圖所示

12、，則下列說法正確的是（ ） vA.t1時刻通過線圈的磁通量為零時刻通過線圈的磁通量為零vB.t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值為最大時刻通過線圈的磁通量的絕對值為最大 vC.t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大vD.每當(dāng)每當(dāng)e的方向變化時，通過線圈的磁通量絕對值都的方向變化時，通過線圈的磁通量絕對值都為最大為最大Dv3 通過閉合線圈平面的-t圖象如圖所示,下列說法正確的有( ) vA.t1時刻線圈中感應(yīng)電動勢最大vB.t2時刻線圈中感應(yīng)電動勢最大vC.t3時刻線圈平面與中性面重合vD.t1、t3時刻線圈中感應(yīng)電流方向相同Av4：處在勻強磁場中的矩形線圈

13、：處在勻強磁場中的矩形線圈abcd，以恒定的，以恒定的角速度繞角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動，磁場方向平行于紙面并與邊轉(zhuǎn)動，磁場方向平行于紙面并與ab垂直。在垂直。在t=0時刻，線圈平面與紙面重合時刻，線圈平面與紙面重合(如圖如圖所示所示)，線圈的，線圈的cd邊離開紙面向外運動。若規(guī)定邊離開紙面向外運動。若規(guī)定由由abcda方向的感應(yīng)電流為正，則能反方向的感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流映線圈中感應(yīng)電流I隨時間隨時間t變化的圖線是變化的圖線是 ( ) Cv5如圖如圖1012所示，單匝矩形線圈在勻強磁所示，單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動軸線場中勻速轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動軸線OO與磁感線垂與磁感線垂直已知

14、勻強磁場的磁感應(yīng)強度直已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度B1 T，線圈，線圈所圍面積所圍面積S0.1 m2，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速12 r/min.若從中性面若從中性面開始計時，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值開始計時，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式應(yīng)為表達式應(yīng)為( )vAe12sin120t(V)vBe24sin120t(V)vCe0.04sin0.4t(V)vDe0.4cos2t(V)Cv 6有一個有一個10匝正方形線框，邊長為匝正方形線框，邊長為20 cm，線框總電阻為，線框總電阻為1 ，線框繞，線框繞OO軸以軸以10 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示，垂直于線框平面向里的勻強磁的角速度勻速轉(zhuǎn)動，

15、如圖所示，垂直于線框平面向里的勻強磁場的磁感應(yīng)強度為場的磁感應(yīng)強度為0.5 T問：問：v (1)該線框產(chǎn)生的交變電流電動勢最大值、電流最大值分別是多少？該線框產(chǎn)生的交變電流電動勢最大值、電流最大值分別是多少？v (2)線框從圖示位置轉(zhuǎn)過線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60時，感應(yīng)電動勢的瞬時值是多大？時，感應(yīng)電動勢的瞬時值是多大？v (3)寫出感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式寫出感應(yīng)電動勢隨時間變化的表達式(1)交變電流電動勢的最大值為交變電流電動勢的最大值為EmnBS 100.50.2210 V6.28 V，電流的最大值為電流的最大值為ImEm/R6.28 A.(2) 感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢eEmsin 605

16、.44 V.(3)瞬時值表達式為瞬時值表達式為eEmsin t6.28sin 10t V.v 7：一矩形線圈，面積是：一矩形線圈，面積是0.05m2,共共100匝，線圈電阻為匝，線圈電阻為2，外，外接電阻為接電阻為R=8，線圈在磁感應(yīng)強度為，線圈在磁感應(yīng)強度為B= 1/ T的勻強磁場中以的勻強磁場中以300r/min的轉(zhuǎn)速繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動。如圖所示，若從的轉(zhuǎn)速繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動。如圖所示，若從中性面開始計時，求：中性面開始計時，求：v （1）線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時表達式；）線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時表達式；v （2）線圈從開始計時經(jīng)）線圈從開始計時經(jīng)1/30s時，線圈中電流的瞬時值；時，線圈中電流的瞬時值；v （3）外電路電阻）外電路電阻R兩端電壓的瞬時表達式。兩端電壓的瞬時表達式。v （4）畫出電動勢隨時間變化的