物理選修人教新課標(biāo)交變電流課件2

第五章交變電流1交變電流知識(shí)點(diǎn)1交變電流1．交變電流：大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流．2．直流：方向不隨時(shí)間變化的電流．3．中性面：線圈平面垂直于磁感線時(shí)的位置．4．正弦式交變電流：按正弦規(guī)律變化的交變電流．知識(shí)點(diǎn)2交變電流的產(chǎn)生

1．產(chǎn)生方法 矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生正弦式交變電流(如圖5－1－1所示)． 圖5－1－12．電流特點(diǎn)(1)線圈處于中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流為零；(2)線圈平面與磁感線平行時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流最大；(3)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向每一個(gè)周期改變兩次，在中性面時(shí)開(kāi)始改變．知識(shí)點(diǎn)3交變電流的變化規(guī)律

1．正弦交變電流的數(shù)學(xué)表達(dá)式 如圖5－1－2甲、乙所示，n匝矩形線圈abcd，其邊長(zhǎng)分別為ad＝L1，ab＝L2，面積S＝L1·L2，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)時(shí)間t，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ＝ωt.

圖5－1－22．余弦交變電流的數(shù)學(xué)表達(dá)式

如果線圈從如圖5－1－3所示位置即峰值面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流和路端電壓將按余弦規(guī)律變化，對(duì)于單匝線圈，有：圖5－1－3(1)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式e＝Emcosωt.(2)電流的瞬時(shí)表達(dá)式i＝Imcosωt.(3)路端電壓u＝Umcosωt.(4)在峰值面上，|cosωt|＝1，電動(dòng)勢(shì)得最大值Em.

【例1】(雙選)單匝矩形線圈abcd放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖5－1－4所示，ab＝dc＝l1，ad＝bc＝l2，從圖示位置起以角速度ω繞不同轉(zhuǎn)軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)()

圖5－1－4A．以O(shè)O′為轉(zhuǎn)軸時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e＝Bl1l2ωsinωtB．以O(shè)1O1′為轉(zhuǎn)軸時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e＝Bl1l2ωsinωtC．以O(shè)O′為轉(zhuǎn)軸時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e＝Bl1l2ωcosωtD．以O(shè)O′為轉(zhuǎn)軸或以ab為轉(zhuǎn)軸時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

解析：以O(shè)O′為轉(zhuǎn)軸時(shí)，圖示位置相當(dāng)于是峰值面，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式e＝Emcosωt及Em＝BSω=Bl1l2w可知e＝Bl1l2ωcosωt，則C對(duì)A錯(cuò)；再根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系可知D選項(xiàng)正確．若線圈以O(shè)1O1′為轉(zhuǎn)軸，線圈磁通量變化始終為零，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零．答案：CD1．(雙選)一個(gè)平面矩形線圈在繞垂直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的交變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大的情況是()BD

A．線圈平面垂直于磁場(chǎng)

B．線圈平面平行于磁場(chǎng)

C．磁通量最大時(shí)

D．磁通量為零時(shí)

解析：當(dāng)線圈平行于磁場(chǎng)時(shí)，磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大．題型1交變電流的表達(dá)式

【例2】交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e＝Emsinωt，若將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍，同時(shí)將電樞所圍面積減少一半，其他條件不變，則電動(dòng)勢(shì)為()C

解析：e=nBSωsinωt，轉(zhuǎn)速增大一倍，所圍面積減少一半，最大值不變，則可知表達(dá)式為e＝Emsin2ωt.2．如圖5－1－5所示，一半徑為r＝10cm的圓形線圈共向的中心軸線OO′以n＝600r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)．求：圖5－1－5

解：當(dāng)線圈從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωsinωt

(1)e＝NBSωsinωt，其中

ω＝2πn＝2π×10rad/s＝20πrad/s

所以e＝NBSωsinωt題型2交變電流的圖象

【例3】處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向平行于紙面并與ab垂直．在t＝0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合(圖5－1－6)，線圈的cd邊離開(kāi)紙面向外運(yùn)動(dòng)．若規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則)能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線是(

圖5－1－6

解析：由峰值面開(kāi)始計(jì)時(shí)，說(shuō)明變化規(guī)律是余弦圖象，當(dāng)cd邊向外轉(zhuǎn)時(shí)，電流向上，因此電流起始值為正值．只有C選項(xiàng)正確．

答案：C3．(雙選)如圖5－1－7所示是一個(gè)正弦交變電流的i－t圖)象，根據(jù)這一圖象，以下說(shuō)法正確的是(

圖5－1－7A．i＝2sin0.4tAB．i＝2sin5πtAC．i＝0.1s時(shí)，線圈平面與磁感線平行D．t＝0.1s時(shí)，線圈平面與磁感線垂直

答案：BC1、字體安裝與設(shè)置如果您對(duì)PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進(jìn)行批量替換，一次性更改各頁(yè)面字體。在“開(kāi)始”選項(xiàng)卡中，點(diǎn)擊“替換”按鈕右側(cè)箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）在圖“替換”下拉列表中選擇要更改字體。（如下圖）在“替換為”下拉列表中選擇替換字體。點(diǎn)擊“替換”按鈕，完成。212、替換模板中的圖片模板中的圖片展示頁(yè)面，您可以根據(jù)需要替換這些圖片，下面介紹兩