高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十一章 交變電流 傳感器 第30講 交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律課件.ppt

交變電流傳感器 第十一章 第30講交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律 欄目導(dǎo)航 1 交變電流及其產(chǎn)生和圖象 1 交變電流 定義 和 都隨時(shí)間做周期性變化的電流 圖象 如圖甲 乙 丙 丁所示都屬于交變電流 其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫 交變電流 如圖甲所示 大小 方向 正弦式 2 正弦交變電流的產(chǎn)生和圖象 產(chǎn)生 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里 線(xiàn)圈繞 方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 圖象 用以描述交變電流隨時(shí)間變化的規(guī)律 如果線(xiàn)圈從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí) 其圖象為正弦曲線(xiàn) 如圖甲 乙所示 垂直于磁場(chǎng) 一次周期性 次數(shù) 2 正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式 線(xiàn)圈在中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí) 電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的規(guī)律 e 其中 等于線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的 em 負(fù)載兩端的電壓u隨時(shí)間變化的規(guī)律 u 電流i隨時(shí)間變化的規(guī)律 i emsin t 角速度 nbs umsin t imsin t 1 判斷正誤 1 將一個(gè)平面線(xiàn)圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 并使它繞垂直于磁感線(xiàn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 線(xiàn)圈中產(chǎn)生的一定是正弦交變電流 2 矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 經(jīng)過(guò)中性面時(shí) 線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 4 交流電表的測(cè)量值是交變電流的有效值 5 我國(guó)使用的交變電流周期是0 02s 電流方向每秒改變100次 6 電路中保險(xiǎn)絲的熔斷電流是指電流的最大值 7 電容器的耐壓值是指交變電流的最大電壓 2 多選 如圖所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖 線(xiàn)圈的ab邊連在金屬滑環(huán)k上 cd邊連在滑環(huán)l上 導(dǎo)體做的兩個(gè)電刷e f分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上 線(xiàn)圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接 關(guān)于其工作原理 下列分析正確的是 a 在線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間 穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大b 在線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間 線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流最大c 在線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間 穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最小d 在線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間 線(xiàn)圈中的感應(yīng)電流最小 ac 3 小型交流發(fā)電機(jī)的矩形金屬線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間的關(guān)系是正弦函數(shù) 將發(fā)電機(jī)與一個(gè)標(biāo)有 6v6w 的小燈泡連接形成閉合回路 不計(jì)電路的其他電阻 當(dāng)線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速為n 5r s時(shí) 小燈泡恰好正常發(fā)光 則電路中電流的瞬時(shí)表達(dá)式為 a i sin5tab i sin10 tac i 1 41sin5tad i 1 41sin10 ta d 1 正弦式交變電流的變化規(guī)律 線(xiàn)圈在中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí) 一正弦交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律 解決交變電流圖象問(wèn)題的三點(diǎn)注意 1 只有當(dāng)線(xiàn)圈從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí) 電流的瞬時(shí)值表達(dá)式才是正弦形式 其變化規(guī)律與線(xiàn)圈的形狀及轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線(xiàn)圈平面內(nèi)的位置無(wú)關(guān) 2 注意峰值公式em nbs 中的s為有效面積 3 在解決有關(guān)交變電流的圖象問(wèn)題時(shí) 應(yīng)先把交變電流的圖象與線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)位置對(duì)應(yīng)起來(lái) 再根據(jù)特殊位置求特殊解 例1 如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖 其矩形線(xiàn)圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸oo 勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 線(xiàn)圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與r 10 的電阻連接 與電阻r并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表 示數(shù)是10v 圖乙是矩形線(xiàn)圈中磁通量 隨時(shí)間t變化的圖象 則 c a 電阻r上的電功率為20wb t 0 02s時(shí)r兩端的電壓瞬時(shí)值為零c r兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u 14 1cos100 tvd 通過(guò)r的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i 14 1cos50 ta 1 交變電流的瞬時(shí)值 峰值 有效值和平均值的比較 二交變電流 四值 的理解及應(yīng)用 2 對(duì)交變電流有效值的理解 1 交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng) 電流通過(guò)電阻生熱 進(jìn)行定義的 所以進(jìn)行有效值計(jì)算時(shí) 要緊扣電流通過(guò)電阻生熱 或熱功率 進(jìn)行計(jì)算 2 注意 三同 相同電阻 相同時(shí)間 內(nèi)產(chǎn)生 相同熱量 3 計(jì)算時(shí) 相同時(shí)間 一般取一個(gè)周期 1 多選 如圖中各圖面積均為s的線(xiàn)圈均繞其對(duì)稱(chēng)軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)b中以角速度 勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)e bs sin t的圖是 ac 2 一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示 已知發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈內(nèi)阻為5 0 現(xiàn)外接一只電阻為95 0 的燈泡 如圖乙所示 則 a 電壓表v的示數(shù)為220vb 電路中的電流方向每秒鐘改變50次c 燈泡實(shí)際消耗的功率為484wd 發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24 2j d 3 多選 一矩形線(xiàn)圈 繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線(xiàn)圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng) 線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化如圖所示 則下面說(shuō)法正確的是 bcd a t1和t2時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零b t1和t3時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化率為零c 圖示中是從線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)的d 每當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e變換方向時(shí) 通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的絕對(duì)值最大 解析由圖象可知 當(dāng)t 0時(shí) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有最大值 說(shuō)明穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化率最大 即是從線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí) 選項(xiàng)c正確 t1和t3時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 即線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向垂直 位于中性面 穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大 磁通量的變化率為零 選項(xiàng)b正確 選項(xiàng)a錯(cuò)誤 當(dāng)線(xiàn)圈通過(guò)中性面時(shí) 是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)改變方向的時(shí)刻 選項(xiàng)d正確 ac 例1 6分 多選 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 一矩形金屬線(xiàn)圈繞與磁感線(xiàn)垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 如圖甲所示 產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示 已知矩形線(xiàn)圈的匝數(shù)n 100 以角速度 100 rad s繞oo 軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 則 a t 0 005s時(shí)線(xiàn)圈中磁通量的變化率為零b t 0 01s時(shí)線(xiàn)圈平面與中性面重合c 穿過(guò)線(xiàn)圈的最大磁通量為0 01wbd 經(jīng)t 1s時(shí)間 交變電流方向改變100次 答題送檢 來(lái)自閱卷名師報(bào)告 規(guī)范答題 解析 t 0 005s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 線(xiàn)圈的磁通量變化率也最大 選項(xiàng)a錯(cuò)誤 t 0 01s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零 穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大 線(xiàn)框平面與中性面重合 選項(xiàng)b正確 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為314v 由em n m 可得 m 0 01wb 選項(xiàng)c正確 在每個(gè)周期t 0 02s時(shí)間內(nèi) 交變電流方向改變兩次 即在1s時(shí)間內(nèi)可改變100次 故選項(xiàng)d正確 答案 bcd 1 2017 安徽合肥模擬 多選 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 一矩形金屬線(xiàn)框繞與磁感線(xiàn)垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸勻