交变电流的描述 公开课

1、LOGO1.交流发电机线圈经过中性面时，磁通量最交流发电机线圈经过中性面时，磁通量最大，此时线圈中无电流；大，此时线圈中无电流；2.交流发电机线圈经过中性面时，电流方向交流发电机线圈经过中性面时，电流方向发生改变；发生改变；3.交流发电机线圈转动交流发电机线圈转动 线圈中电流方向线圈中电流方向改变改变4.交流发电机线圈经过与中性面垂直的位置交流发电机线圈经过与中性面垂直的位置时，线圈中电流最大。时，线圈中电流最大。一周一周两次两次v1 1周期周期T T，频率，频率f f，角速度，角速度 ，转速，转速n n 间的间的v关系为：关系为： 2 2我国工农业生产和生活用的交变电流：周期我国工农业生产和

2、生活用的交变电流：周期是是 ，频率是，频率是 。在每秒钟内，电流。在每秒钟内，电流的方向变化的方向变化 次。次。v3.3.交流发电机的线圈在磁场中匀速转动，感应电交流发电机的线圈在磁场中匀速转动，感应电动势动势e e的变化规律为的变化规律为_v若把线圈和电阻若把线圈和电阻R R连成闭合电路，设总电阻为连成闭合电路，设总电阻为R R，则电路中电流的瞬时值则电路中电流的瞬时值i i_，电阻，电阻R R上的电压瞬时值上的电压瞬时值vu u_._.第一部分：个体自学第一部分：个体自学 Tf1nnfT2220.02s50HZ100NSabcda (b)d (c)NSNSabcda (b)d (c)NSt

3、中性面中性面Bvvoa(b)d(c)ttvv abab、dcdc边长边长L L ; ;adad、bcbc边长边长L L ; ;磁感应强度为磁感应强度为B ;B ;角速度为角速度为. .若线圈匝数为N ,则e=v上式中的上式中的e e随着时间而变化，不同时刻有不同的随着时间而变化，不同时刻有不同的数值，叫做电动势的数值，叫做电动势的 ，EmEm表示电动势表示电动势达到的达到的 ，叫做电动势的峰值。上式，叫做电动势的峰值。上式表明，电动势按表明，电动势按 规律变化。规律变化。v实验证明，在只含有电阻的电路中，欧姆定律也实验证明，在只含有电阻的电路中，欧姆定律也适用于交流电路，如果用适用于交流电路，

4、如果用R R表示闭合电路的总电表示闭合电路的总电阻，阻，ImIm表示电路中电流的峰值，用表示电路中电流的峰值，用i i表示电路中表示电路中感应电流的瞬时值，则有感应电流的瞬时值，则有i=i= v 外电路中一段导线上的电压同样是按正弦规律外电路中一段导线上的电压同样是按正弦规律变化的。设这段导线的电阻为，电压瞬时值变化的。设这段导线的电阻为，电压瞬时值v为为u=u= 瞬时值瞬时值最大值最大值正弦正弦Im Um v（1 1）一台发电机产生的正弦交流电的电动势峰）一台发电机产生的正弦交流电的电动势峰值是值是156V156V，线圈从中性面开始匀速转动，其角速，线圈从中性面开始匀速转动，其角速度是度是1

5、20120rad/srad/s，写出电动势瞬时值表达式。在，写出电动势瞬时值表达式。在1s1s内电流方向改变多少次？内电流方向改变多少次？ST601【针对训练针对训练】用函数表达式描述交变电用函数表达式描述交变电流流解析：解析：电动势的瞬时表达式为电动势的瞬时表达式为i i20sin100t(A)20sin100t(A)由由 可得周期可得周期 ，电流每秒，电流每秒改变改变2 2次，所以次，所以1S1S内电流方向改变内电流方向改变120120次次T2v（2 2）闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速）闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为为240 r/min240 r/min，若线圈平面转至与磁场方向

6、平，若线圈平面转至与磁场方向平行时的电动势为行时的电动势为2 V2 V，则从中性面开始计时，则从中性面开始计时，所产生的交流电动势的表达式为所产生的交流电动势的表达式为ve e_V_V，电动势的峰值为，电动势的峰值为_V_V，v从中性面起经从中性面起经 ，交流电动势的大小为，交流电动势的大小为_ V._ V.【针对训练针对训练】用函数表达式描述交变电流用函数表达式描述交变电流2sin8t2S4811电动势电动势e、电流、电流i和电压和电压u随时间变化的图象随时间变化的图象 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】用图象描述交变电流用图象描述交变电流NSSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述交变电流NSSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述交变电流NSSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述交变电流NSSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述交变电流NSSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述交变电流SSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述交变电流NSSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述交变电流NSSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述

8、交变电流NSSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述交变电流NSSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述交变电流NSSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述交变电流NSSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述交变电流NSSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述交变电流NSSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述交变电流NSSN【探究二探究二】用图象描述交变电流用图象描述交变电流四、正弦交变电流的图象四、正弦交变电流的图象eoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt tabcdKLABabcdK LAB

9、abcdkLABabcdkLABabcdkLABv（3） 某线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的某线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图所示。由图可知的信息有交变电动势的图象如图所示。由图可知的信息有哪些？哪些？ 【针对训练针对训练】用图象描述交变电流用图象描述交变电流解：由图象可知，该交变电动势的解：由图象可知，该交变电动势的最大值最大值Em=20V，周期，周期T=0.02 s.频率：频率：f= Hz=50 Hz角速度：角速度：=100 rad/s该交变电动势的瞬时值表达式该交变电动势的瞬时值表达式为：为：e=Emsint=20sin100t V.v（4）：（）：（10年广东卷

10、年广东卷 双选）双选） 右图是某种右图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的（电压的（ ）vA.周期是周期是0.01S vB.最大值是最大值是311V vC.角速度为角速度为100 vD.表达式为表达式为U=220sin100t（V） 【针对训练针对训练】用图象描述交变电流用图象描述交变电流BC第四部分：巩固提升第四部分：巩固提升 v1、矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方、矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动，当线圈垂直中性面时，下向的轴匀速转动，当线圈垂直中性面时，下列说法中正确的是（列说法中正确的是（ ）v、穿过线圈的磁通量最大

11、，线圈中的感应、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大电动势最大v、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大应电动势最大v、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零电动势等于零v、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零应电动势等于零Bv2、矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的、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，线圈中的感应电动势固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间随时间t的变化规的变化规律如右图所示，则下列说法正确的是（律如右图所示

12、，则下列说法正确的是（ ） vA.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vB.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值为最大时刻通过线圈的磁通量的绝对值为最大 vC.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vD.每当每当e的方向变化时，通过线圈的磁通量绝对值都的方向变化时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大为最大Dv3 通过闭合线圈平面的-t图象如图所示,下列说法正确的有( ) vA.t1时刻线圈中感应电动势最大vB.t2时刻线圈中感应电动势最大vC.t3时刻线圈平面与中性面重合vD.t1、t3时刻线圈中感应电流方向相同Av4：处在匀强磁场中的矩形线圈

13、：处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的，以恒定的角速度绕角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直。在垂直。在t=0时刻，线圈平面与纸面重合时刻，线圈平面与纸面重合(如图如图所示所示)，线圈的，线圈的cd边离开纸面向外运动。若规定边离开纸面向外运动。若规定由由abcda方向的感应电流为正，则能反方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流映线圈中感应电流I随时间随时间t变化的图线是变化的图线是 ( ) Cv5如图如图1012所示，单匝矩形线圈在匀强磁所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线场中匀速转动，其转动轴线OO与磁感线垂与磁感线垂直已知

14、匀强磁场的磁感应强度直已知匀强磁场的磁感应强度B1 T，线圈，线圈所围面积所围面积S0.1 m2，转速，转速12 r/min.若从中性面若从中性面开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为表达式应为( )vAe12sin120t(V)vBe24sin120t(V)vCe0.04sin0.4t(V)vDe0.4cos2t(V)Cv 6有一个有一个10匝正方形线框，边长为匝正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为，线框总电阻为1 ，线框绕，线框绕OO轴以轴以10 rad/s的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁的角速度匀速转动，

15、如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为场的磁感应强度为0.5 T问：问：v (1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？v (2)线框从图示位置转过线框从图示位置转过60时，感应电动势的瞬时值是多大？时，感应电动势的瞬时值是多大？v (3)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(1)交变电流电动势的最大值为交变电流电动势的最大值为EmnBS 100.50.2210 V6.28 V，电流的最大值为电流的最大值为ImEm/R6.28 A.(2) 感应电动势感应电动势eEmsin 605

16、.44 V.(3)瞬时值表达式为瞬时值表达式为eEmsin t6.28sin 10t V.v 7：一矩形线圈，面积是：一矩形线圈，面积是0.05m2,共共100匝，线圈电阻为匝，线圈电阻为2，外，外接电阻为接电阻为R=8，线圈在磁感应强度为，线圈在磁感应强度为B= 1/ T的匀强磁场中以的匀强磁场中以300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动。如图所示，若从的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动。如图所示，若从中性面开始计时，求：中性面开始计时，求：v （1）线圈中感应电动势的瞬时表达式；）线圈中感应电动势的瞬时表达式；v （2）线圈从开始计时经）线圈从开始计时经1/30s时，线圈中电流的瞬时值；时，线圈中电流的瞬时值；v （3）外电路电阻）外电路电阻R两端电压的瞬时表达式。两端电压的瞬时表达式。v （4）画出电动势随时间变化的