高中物理 第2章 交變電流 第2節(jié) 交變電流的描述課件 粵教版選修3-2

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1、第二節(jié)交變電流的描述 1矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動，下列說法中正確的是()A在中性面時，通過線圈的磁通量最大B在中性面時，感應電動勢最大C穿過線圈的磁通量為零時，感應電動勢也為零D穿過線圈的磁通量為零時，磁通量的變化率也為零課前自主學習 【答案】A【解析】在中性面時線圈平面與磁場方向垂直，故磁通量最大，此時感應電動勢最??；線圈與磁場方向平行時，穿過線圈的磁通量為零，磁通量變化率最大，感應電動勢最大 2(多選)矩形線圈繞垂直于勻強磁場的對稱軸勻速轉動，當線圈平面與磁感線垂直時，下列說法中正確的是()A線圈中的感應電動勢最大B線圈中感應電流的方向將發(fā)生改變C通過線圈平面的磁通

2、量最大D通過線圈的感應電流最大【答案】BC 3下面的四個圖象均描述了電流隨時間的變化規(guī)律，其中屬于交變電流的是() 【答案】A【解析】B、C、D圖象的電流的方向沒改變，故不是交變電流 一、用函數(shù)表達式描述交變電流1正弦式電流(1)定義：按 變化的交變電流，叫做正弦式電流(2)函數(shù)特點瞬時電動勢：EEmsin t瞬時電壓：UUmsin t瞬時電流：II msin t正弦規(guī)律 2正弦式電流的峰值、瞬時值項目峰值瞬時值電動勢EmNBS eEmsin t電流ImiImsin t電壓UmImR(R為外電路電阻值) uUmsin t 二、用圖象描述交變電流1正弦交變電流的圖象 2幾種交變電流的波形 當線圈

3、圍繞與軸平行的線轉動時(都在線圈平面內)，或者圍繞與軸平行的兩條邊轉動時，產(chǎn)生的瞬時感應電動勢的表達式是否發(fā)生了變化？如果線圈平面不是矩形而是圓形，產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值的表達式是否發(fā)生了變化？【答案】產(chǎn)生的感應電動勢的大小是不變的如果換成圓形的線圈平面，產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值的表達式也不發(fā)生變化. 1瞬時值課堂優(yōu)化整合正弦式交變電流的瞬時值、峰值 2峰值(1)由ENBSsin t可知，電動勢的峰值EmNBS.(2)交變電動勢最大值，由線圈匝數(shù)N，磁感應強度B，轉動角速度及線圈面積S決定，與線圈的形狀無關，與轉軸的位置無關，因此如圖所示的幾種情況，若N、B、S、相同，則電動勢的最大值相同

4、【特別提醒】(1)瞬時值表達式與開始計時的位置有關若線圈從中性面開始計時，eEmsin t.若線圈從位于與中性面垂直的位置開始計時，eEmcos t. (2)峰值與開始計時的位置及線圈轉動的時間無關 例 1 【答案】(1)e100sin 20t V(2)86.6 V 1交變電流圖象的認識由eEmsin t、uUmsin t、iImsin t可知et、ut、it圖線應該是正弦曲線，如圖所示，其中Em、Um、Im分別表示電動勢、電壓、電流的最大值，表示線圈勻速轉動的角速度，線圈為多匝(如n匝)時，EmnBS.正弦交變電流圖象的認識和應用 2交變電流圖象的應用(如圖)(1)可以讀出正弦交變電流的峰值

5、(2)可根據(jù)線圈轉至中性面時電流為零的特點，確定線圈處于中性面的時刻，確定了該時刻，也就確定了磁通量最大的時刻和磁通量變化率最小的時刻(3)可根據(jù)線圈轉至與磁場平行時感應電流最大的特點，確定線圈與中性面垂直的位置，此位置也就是磁通量為零的時刻和磁通量變化率最大的時刻 【特別提醒】對于交流電的圖象問題，應注意圖象與線圈在磁場中的轉動情況相結合 如圖甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中并繞過ab、cd中點的軸OO以角速度逆時針勻速轉動若以線圈平面與磁場夾角45時(如圖乙)為計時起點，并規(guī)定當電流自a流向b時電流方向為正則下列四幅圖中正確的是()例 2 答案：D 題后反思交變電流的產(chǎn)生和交變電

6、流的圖象問題經(jīng)常結合在一起進行考查，根據(jù)線圈所處的起始位置確定線圈中感應電流的初始值，根據(jù)楞次定律判斷出初始位置的感應電流的方向，要注意題目中往往規(guī)定感應電流的正方向除了考查電流隨時間變化的規(guī)律之外，常見的考查方式還有電壓隨時間變化的規(guī)律，磁通量隨時間變化的規(guī)律等 2線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉軸勻速轉動，產(chǎn)生的交變電流的圖象如圖所示，由圖中信息可以判斷()A在A和C時刻線圈處于中性面位置B在B和D時刻穿過線圈的磁通量為零C從AD線圈轉過的角度為2D若從OD歷時0.02 s，則在1 s內交變電流的方向改變100次 【答案】D【解析】根據(jù)題圖，首先判斷出交變電流的瞬時值表達式iImsin t.其中Im是交變電流的最大值，是線圈旋轉的角速度另外，應該進一步認識到線圈是從中性面開始旋轉，而且線圈每旋轉一周，兩次經(jīng)過中性面，經(jīng)過中性面位置時電流改變方向從題圖可以看出，在O、B、D時刻電流為零，所以此時線圈恰好在中性面位置，且穿過線圈的磁通量最大；在A、C時刻電流最大，線圈處于和中性面垂直的位置，此時磁通量為零，選項A、B錯；