高中物理 第五章 1 交变电流课件 粤教选修32

1、2021/8/11 星期三1第五章交变电流1 交变电流2021/8/11 星期三2知识点 1交变电流1交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流2直流：方向不随时间变化的电流3中性面：线圈平面垂直于磁感线时的位置4正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流2021/8/11 星期三3知识点 2交变电流的产生1产生方法矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中就会产生正弦式交变电流(如图 511 所示)图 5112021/8/11 星期三42电流特点(1)线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但感应电动势和感应电流为零；(2)线圈平面与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量为零，但感应电动

2、势和感应电流最大；(3)感应电动势和感应电流的方向每一个周期改变两次，在中性面时开始改变2021/8/11 星期三5知识点 3交变电流的变化规律1正弦交变电流的数学表达式如图 512 甲、乙所示，n 匝矩形线圈 abcd，其边长分别为 adL1，abL2，面积 SL1L2，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO以角速度匀速转动，从中性面开始计时，经时间 t，转动的角度t.图 5122021/8/11 星期三62021/8/11 星期三72余弦交变电流的数学表达式如果线圈从如图 513 所示位置即峰值面开始转动，电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律变化，对于单匝线圈

3、，有：图 5132021/8/11 星期三8(1)电动势的瞬时表达式 eEmcos t.(2)电流的瞬时表达式 iImcos t .(3)路端电压 uUmcos t.(4)在峰值面上，|cos t|1，电动势得最大值 Em.2021/8/11 星期三9【例 1】(双选)单匝矩形线圈 abcd 放在匀强磁场中，如图 514 所示，abdcl1，adbcl2，从图示位置起以角速度绕不同转轴做匀速转动()图 514A以 OO为转轴时，感应电动势 eBl1l2sin tB以 O1O1为转轴时，感应电动势 eBl1l2sin tC以 OO为转轴时，感应电动势 eBl1l2cos tD以 OO为转轴或以

4、ab 为转轴时，感应电动势2021/8/11 星期三10解析： 以 OO为转轴时，图示位置相当于是峰值面，根据感应电动势的表达式 eEmcos t 及EmBS=Bl1l2w 可知eBl1l2cos t，则 C 对 A 错；再根据三角函数关系可知 D 选项正确若线圈以 O1O1为转轴，线圈磁通量变化始终为零，则感应电动势为零答案：CD2021/8/11 星期三111(双选)一个平面矩形线圈在绕垂直于磁场的轴转动时，产生的交变感应电动势最大的情况是()BDA线圈平面垂直于磁场B线圈平面平行于磁场C磁通量最大时D磁通量为零时解析：当线圈平行于磁场时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大20

5、21/8/11 星期三12题型 1交变电流的表达式【例2】交流发电机在工作时电动势为 e Emsin t，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其他条件不变，则电动势为()C解析：e=nBSsin t，转速增大一倍，所围面积减少一半，最大值不变，则可知表达式为 eEmsin 2t.2021/8/11 星期三132如图 515 所示，一半径为 r10 cm 的圆形线圈共向的中心轴线 OO以 n600 r/min 的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置时开始计时求：图 5152021/8/11 星期三14解：当线圈从中性面开始计时，产生的感应电动势的瞬时值表达式为 eNBSsin t

6、(1)eNBSsin t，其中2n210 rad/s20 rad/s所以 eNBSsin t2021/8/11 星期三152021/8/11 星期三162021/8/11 星期三17题型 2交变电流的图象【例 3】处在匀强磁场中的矩形线圈 abcd，以恒定的角速度绕 ab 边转动，磁场方向平行于纸面并与 ab 垂直在 t0 时刻，线圈平面与纸面重合(图 516)，线圈的 cd 边离开纸面向外运动若规定由 abcda 方向的感应电流为正，则)能反映线圈中感应电流 I 随时间 t 变化的图线是(图 5162021/8/11 星期三18解析：由峰值面开始计时，说明变化规律是余弦图象，当cd 边向外转时，电流向上，因此电流起始值为正值只有 C 选项正确答案：C2021/8/11 星期三193(双选)如图 517 所示是一个正弦交变电流的 it 图)象，根据这一图象，以下说法正确的是(图 5172