【金牌学案】年高中物理 第五章 1 交变电流课件 新人教选修32

第五章交变电流1交变电流知识点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．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5－1－1所示)． 图5－1－12．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．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5－1－2甲、乙所示，n匝矩形线圈abcd，其边长分别为ad＝L1，ab＝L2，面积S＝L1·L2，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ω匀速转动，从中性面开始计时，经时间t，转动的角度θ＝ωt. 图5－1－22．余弦交变电流的数学表达式

如果线圈从如图5－1－3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，有：图5－1－3(1)电动势的瞬时表达式e＝Emcosωt.(2)电流的瞬时表达式i＝Imcosωt.(3)路端电压u＝Umcosωt.(4)在峰值面上，|cosωt|＝1，电动势得最大值Em.

【例1】(双选)单匝矩形线圈abcd放在匀强磁场中，如图5－1－4所示，ab＝dc＝l1，ad＝bc＝l2，从图示位置起以角速度ω绕不同转轴做匀速转动()

图5－1－4A．以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωsinωtB．以O1O1′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωsinωtC．以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωcosωtD．以OO′为转轴或以ab为转轴时，感应电动势

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e＝Emcosωt及Em＝BSω=Bl1l2w可知e＝Bl1l2ωcosωt，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：CD1．(双选)一个平面矩形线圈在绕垂垂直于磁场的的轴转动时，，产生的交变感感应电动势最最大的情况是是()BDA．线圈平面面垂直于磁场场B．线圈平面面平行于磁场场C．磁通量最最大时D．磁通量为为零时解析：当线圈平行于于磁场时，磁磁通量为零，，磁通量的变变化率最大，感应应电动势最大大．题型1交变电流的表表达式【例2】交流发电机在在工作时电动动势为e＝Emsinωt，若将发电机的转速速提高一倍，，同时将电枢枢所围面积减减少一半，其他条件不变，则则电动势为()C解析：e=nBSωsinωt，转速速增大大一倍倍，所所围面面积减减少一一半，，最大值值不变变，则则可知知表达达式为为e＝Emsin2ωt.2．如如图5－－1－－5所所示示，一一半径径为r＝10cm的的圆圆形线线圈共共向的中中心轴轴线OO′以n＝600r/min的的转转速匀匀速转转动，，当线线圈转转至中性性面位位置时时开始始计时时．求求：图5－1－5解：当线圈圈从中中性面面开始始计时时，产产生的的感应应电动动势的的瞬时时值表达达式为

(1)e＝NBSωsinωt，其中

ω＝2πn＝2π×10rad/s＝20πrad/s

所以e＝NBSωsinωt题型2交变变电电流流的的图图象象【例例3】处在在匀匀强强磁磁场场中中的的矩矩形形线线圈圈abcd，以以恒恒定定的的角角速速度绕绕ab边转转动动，，磁磁场场方方向向刻，线圈平面与纸面重合(图5－1－6)，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则)能反反映映线线圈圈中中感感应应电电流流I随时时间间t变化化的的图图线线是是(图5－－1－－6解析析：：由峰峰值值面面开开始始计计时时，，说说明明变变化化规规律律是是余余弦弦图图象象，，当当cd边向向外外转转时时，，电电流流向向上上，，因因此此电电流流起起始始值值为为正正值值．．只只有有C选项正正确确．．答案案：：C3．．(双选选)如图图5－－1－－7所所示示是是一一个个正)象，，根根据据这这一一图图象象，，以以下下说说法法正正确确的的是是(图5－－1－－7