認識交變電流復習進程

1、IASNvIIASNvIvII右手定則右手定則第一頁，共44頁。ttnE第二頁，共44頁。磁磁電電磁通量變化磁通量變化(binhu)只要只要(zhyo)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應電流產(chǎn)生閉合電路中就有感應電流產(chǎn)生第三頁，共44頁。2-1、認識交變(jio bin)電流第四頁，共44頁。第五頁，共44頁。第六頁，共44頁。電流電流(dinli)方向不變的電流方向不變的電流(dinli)稱為直流稱為直流第七頁，共44頁。強弱(qin ru)和方向都隨時間周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流。0 0 t t1 1 t t2 2 t t3 3 t t4 4

2、 t i 這是按正弦這是按正弦(zhngxin)(zhngxin)規(guī)律變化的交變電流，稱為正弦規(guī)律變化的交變電流，稱為正弦(zhngxin)(zhngxin)交流電交流電 一、交變一、交變(jio bin)電流電流第八頁，共44頁。工具工具(gngj)：示波器（觀察波形圖：示波器（觀察波形圖）第九頁，共44頁。常見常見(chn jin)交流電的波形交流電的波形正弦波正弦波尖波尖波矩形矩形(jxng)波波鋸齒鋸齒(jch)波波第十頁，共44頁。例在如圖所示的幾種電流隨時間例在如圖所示的幾種電流隨時間(shjin)(shjin)變化的圖線變化的圖線中，屬于交變電流的是中，屬于交變電流的是 。tiA

3、BCDA B D第十一頁，共44頁。二、交變電流二、交變電流(dinli)(dinli)的產(chǎn)生的產(chǎn)生第十二頁，共44頁。實驗實驗(shyn)現(xiàn)象現(xiàn)象1) 觀察到的實驗(shyn)現(xiàn)象？兩個發(fā)光兩個發(fā)光(f un)二極管交替閃亮二極管交替閃亮2)2)說明了什么問題？說明了什么問題？說明電流的大小和方向都在變化，產(chǎn)生了交流電說明電流的大小和方向都在變化，產(chǎn)生了交流電第十三頁，共44頁。交流交流(jioli)電是由交流電是由交流(jioli)發(fā)電發(fā)電機產(chǎn)生的。機產(chǎn)生的。第十四頁，共44頁。如圖，矩形線圈如圖，矩形線圈(xinqun)(xinqun)在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的四在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的四個過

4、程個過程第十五頁，共44頁。第十六頁，共44頁。第十七頁，共44頁。第十八頁，共44頁。第十九頁，共44頁。何時磁通量最大？何時磁通量最??？何時磁通量最大？何時磁通量最?。亢螘r電動勢最大？何時電動勢最?。亢螘r電動勢最大？何時電動勢最??？線圈中的電流大小線圈中的電流大小(dxio)(dxio)和方向如何變和方向如何變化？化？看完了整個看完了整個(zhngg)(zhngg)轉(zhuǎn)動過程，請總結(jié)規(guī)律。轉(zhuǎn)動過程，請總結(jié)規(guī)律。第二十頁，共44頁。第二十一頁，共44頁。(甲甲) BSBS，最大，各邊不切割磁感線，無感應電流最大，各邊不切割磁感線，無感應電流這個位置稱為這個位置稱為(chn wi) (chn w

5、i) 中性面中性面E=0 , I=0E=0 , I=0，有最大值有最大值第二十二頁，共44頁。BSBS，=0=0，a a（b b）d d（c c）垂直切割，）垂直切割， E E最大最大, ,感應電流感應電流(dinli)(dinli)最大最大, ,電流電流(dinli)(dinli)方向方向abab該面稱為峰值面該面稱為峰值面(乙乙)第二十三頁，共44頁。為了能更方便地說明第個問題，我們將立體圖轉(zhuǎn)化為了能更方便地說明第個問題，我們將立體圖轉(zhuǎn)化(zhunhu)(zhunhu)為平面圖來分析。為平面圖來分析。線圈在轉(zhuǎn)動過程中，線圈在轉(zhuǎn)動過程中，電路中電流的大小和電路中電流的大小和方向都在不斷改變，

6、方向都在不斷改變，交變交變(jio bin)電流電流就是這樣產(chǎn)生的。就是這樣產(chǎn)生的。abcd電流增大電流增大abcd電流減小電流減小dcba電流增大電流增大dcba電流減小電流減小第二十四頁，共44頁。總結(jié)總結(jié)(zngji)：兩個特定位置：兩個特定位置的特點的特點圖示圖示概念概念中性面位置中性面位置與中性面垂直的位置與中性面垂直的位置線圈轉(zhuǎn)動線圈轉(zhuǎn)動(zhun dng)(zhun dng)一周電流方向改變兩次一周電流方向改變兩次第二十五頁，共44頁。練習(linx)練習(linx)例例1 1矩形線框繞垂直于勻強磁場且在線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動時矩形線框繞垂直于勻強磁場且在線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生

7、了交變電流產(chǎn)生了交變電流(dinli)(dinli)，下列說法正確的是，下列說法正確的是( () )A A當線框位于中性面時，線框中感應電動勢最大當線框位于中性面時，線框中感應電動勢最大B B當穿過線框的磁通量為零時，線框中的感應電動勢也為零當穿過線框的磁通量為零時，線框中的感應電動勢也為零C C每當線框經(jīng)過中性面時，感應電動勢或感應電流每當線框經(jīng)過中性面時，感應電動勢或感應電流(dinli)(dinli)方方向就改變一次向就改變一次D D線框經(jīng)過中性面時，各邊不切割磁感線線框經(jīng)過中性面時，各邊不切割磁感線CD第二十六頁，共44頁。練習練習2 2：一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈：一矩形線

8、圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應電動勢隨時間平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖所示，下面說法的變化規(guī)律如圖所示，下面說法(shuf)(shuf)中正確中正確的是：的是： t1t1時刻時刻(shk)(shk)通過線圈的磁通量為零；通過線圈的磁通量為零； t2t2時刻時刻(shk)(shk)通過線圈的磁通量的絕對值最大；通過線圈的磁通量的絕對值最大； t3t3時刻時刻(shk)(shk)通過線圈的磁通量變化率的絕對值通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大；最大； 每當每當e e變換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都變換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值

9、都為最大。為最大。 D第二十七頁，共44頁。練習練習3：某線圈：某線圈(xinqun)在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，穿過它的磁通量穿過它的磁通量隨時間的變化規(guī)律可用圖象表示，隨時間的變化規(guī)律可用圖象表示，那么在圖中（那么在圖中（ ）At1和和t3時刻，穿過線圈時刻，穿過線圈(xinqun)磁通量的變化率磁通量的變化率最大最大Bt2時刻，穿過線圈時刻，穿過線圈(xinqun)的磁通量變化率為的磁通量變化率為零零Ct3時刻，線圈時刻，線圈(xinqun)中的感應電動勢為零中的感應電動勢為零Dt4時刻，線圈時刻，線圈(xinqun)中的感應電動勢達最大中的感應電動勢達最大值值CD第二十

10、八頁，共44頁。abab、dcdc邊長邊長L ;L ;adad、bcbc邊長邊長L ;L ;磁感應強度磁感應強度(qingd)(qingd)為為B B ; ;角速度為角速度為.第二十九頁，共44頁。tNBSesin表達式表達式RtNBSisine=BS sin te隨時間而變化隨時間而變化,不同時刻不同時刻(shk)有不有不現(xiàn)的數(shù)值現(xiàn)的數(shù)值,某時刻某時刻(shk)的電動勢的值的電動勢的值叫瞬時值叫瞬時值.線圈線圈(xinqun)有有N匝時匝時,可見可見(kjin)在勻強磁場中，勻速轉(zhuǎn)動的線圈中產(chǎn)在勻強磁場中，勻速轉(zhuǎn)動的線圈中產(chǎn)生的感應電動勢是按正弦規(guī)律變化的。這樣的交生的感應電動勢是按正弦規(guī)律

11、變化的。這樣的交變電流叫正弦交流電變電流叫正弦交流電.設整個回路的電阻為設整個回路的電阻為R，則電路的感應電流為，則電路的感應電流為 瞬時值瞬時值第三十頁，共44頁。由表達式由表達式e=BS sin t可知可知(k zh)最大值（峰值最大值（峰值(fn zh)）Em=_;用用R表示表示(biosh)閉合電路的總電阻，用閉合電路的總電阻，用Im表示表示(biosh)峰值，峰值，i 表示表示(biosh)感應電流的瞬時值，感應電流的瞬時值，則則Im=NBS /R i=Imsint 當線圈轉(zhuǎn)到線圈平面和磁感線平行時當線圈轉(zhuǎn)到線圈平面和磁感線平行時,電動勢電動勢最大最大.NBSEm=NBS，即僅由匝數(shù)

12、，即僅由匝數(shù)N，線圈面積，線圈面積S，磁感強度，磁感強度B和角速度和角速度四個量決定。與軸的具體位置，線圈的形四個量決定。與軸的具體位置，線圈的形狀及線圈是否閉合無關狀及線圈是否閉合無關.第三十一頁，共44頁。如果把線圈和電阻組成如果把線圈和電阻組成(z chn)閉合電路，設線圈的電阻為閉合電路，設線圈的電阻為r，外接電阻為外接電阻為R，則電路的外電壓的瞬時值為，則電路的外電壓的瞬時值為 R外SE rR=R外+rtRIRiumsin即u=Umsint 第三十二頁，共44頁。eoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt t交流電的圖像交流電的圖像(t

13、 xin(t xin) ) 第三十三頁，共44頁。開始位置開始位置名名 稱稱公公 式式圖圖 象象中性面中性面瞬時電動勢瞬時電動勢瞬時電流瞬時電流瞬時電壓瞬時電壓eEm-Emt0iIm-Imt0uUm-Umt0第三十四頁，共44頁。 1、如圖所示，面積均為、如圖所示，面積均為S的單匝線圈繞其對稱軸或中心軸在的單匝線圈繞其對稱軸或中心軸在勻強磁場勻強磁場B中以角速度中以角速度勻速轉(zhuǎn)動，能產(chǎn)生正弦勻速轉(zhuǎn)動，能產(chǎn)生正弦(zhngxin)交變交變電動勢電動勢eBSsin t的圖是的圖是 ()A第三十五頁，共44頁。2 2、某臺家用柴油發(fā)電機正常工作時能夠產(chǎn)生與我國、某臺家用柴油發(fā)電機正常工作時能夠產(chǎn)生與

14、我國照明電網(wǎng)相同的交變電流現(xiàn)在該發(fā)電機出現(xiàn)了故照明電網(wǎng)相同的交變電流現(xiàn)在該發(fā)電機出現(xiàn)了故障，轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動時的轉(zhuǎn)速只能達到正常工作時的障，轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動時的轉(zhuǎn)速只能達到正常工作時的一半一半(ybn)(ybn)，則它產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的，則它產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的圖象是（圖象是（ ）B第三十六頁，共44頁。3.3.矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢勢e et t圖象如圖所示，則圖象如圖所示，則( () )A At1t1、t3t3時刻線圈通過時刻線圈通過(tnggu)(tnggu)中性面中性面B Bt2t2、t4t4時刻線圈中磁通量最大時刻線圈

15、中磁通量最大C Ct1t1、t3t3時刻線圈中磁通量變化率最大時刻線圈中磁通量變化率最大D Dt2t2、t4t4時刻線圈平面與中性面垂直時刻線圈平面與中性面垂直AD第三十七頁，共44頁。4 4、矩形線圈在勻強磁場中勻速、矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，所產(chǎn)生的交變電流的圖轉(zhuǎn)動，所產(chǎn)生的交變電流的圖象 如 圖 所 示 ， 下 列 說 法象 如 圖 所 示 ， 下 列 說 法(shuf)(shuf)中正確的是中正確的是( () )A A在在t1t1、 t3 t3時刻時刻(shk)(shk)線圈處于中性面位置線圈處于中性面位置B B在在t2 t2 、t4t4時刻時刻(shk)(shk)穿過線圈的磁通量

16、為零穿過線圈的磁通量為零C C在在t1t1時刻時刻(shk)(shk)到到t4t4時刻時刻(shk)(shk)線圈轉(zhuǎn)過的角度為線圈轉(zhuǎn)過的角度為D D若從若從0 0時刻時刻(shk)(shk)到到t4t4時刻時刻(shk)(shk)經(jīng)過經(jīng)過0.02s0.02s，則在，則在1s1s內(nèi)內(nèi)交變電流的方向改變交變電流的方向改變100100次次D第三十八頁，共44頁。5.有一個正方形線圈的匝數(shù)為有一個正方形線圈的匝數(shù)為10匝，邊長為匝，邊長為20cm，線圈總電阻為，線圈總電阻為1，線圈繞，線圈繞OO軸以軸以n=300r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，如圖，勻強磁的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，如圖，勻強磁場的磁感應強度為場的磁感

17、應強度為0.5T，當線圈平面通過中性，當線圈平面通過中性(zhngxng)面時開面時開始計時，試求：始計時，試求：(1)線圈中瞬時感應電動勢的表達式；線圈中瞬時感應電動勢的表達式；(2)由由t=0到到t=T/2過程中的平均感應電過程中的平均感應電動 勢 的 大 小 ？ 在 此 過 程 中 通 過動 勢 的 大 小 ？ 在 此 過 程 中 通 過(tnggu)線圈某一截面的電荷量？線圈某一截面的電荷量？(3)若線圈平面平行磁感線時開始計時若線圈平面平行磁感線時開始計時，求線圈在，求線圈在t=T/6時刻的電動勢大小；時刻的電動勢大??；第三十九頁，共44頁。6.(20126.(2012濰坊模擬濰坊模

18、擬) )如圖所示，單匝矩形如圖所示，單匝矩形線圈線圈(xinqun)(xinqun)的一半放在具有理想邊界的一半放在具有理想邊界的勻強磁場中，線圈的勻強磁場中，線圈(xinqun)(xinqun)軸線軸線OOOO與磁場邊界重合，線圈與磁場邊界重合，線圈(xinqun)(xinqun)繞繞OOOO軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動，軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動，t=0t=0時刻線圈時刻線圈(xinqun)(xinqun)平面與磁場方向垂直，規(guī)定電平面與磁場方向垂直，規(guī)定電流方向沿流方向沿adcbaadcba為正方向，則線圈為正方向，則線圈(xinqun)(xinqun)內(nèi)感應電流隨時間變化的圖象內(nèi)感應電流隨時間變化的圖象是是

19、( )( )A第四十頁，共44頁。7.(20127.(2012廈門模擬廈門模擬) )如圖所示如圖所示, ,矩形線圈矩形線圈(xinqun)abcd(xinqun)abcd在勻強磁在勻強磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸P1P1和和P2P2以相同的角速度勻速以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動, ,當線圈當線圈(xinqun)(xinqun)平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時( )( )A.A.線圈繞線圈繞P1P1轉(zhuǎn)動時的電流轉(zhuǎn)動時的電流(dinli)(dinli)等于繞等于繞P2P2轉(zhuǎn)動時的電流轉(zhuǎn)動時的電流(dinli)(dinli)B.B.線圈繞線圈繞P1P1轉(zhuǎn)動時的電動勢小于繞轉(zhuǎn)動時的電動勢小于繞P2P2轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動時的電動勢時的電動勢C.C.線圈繞線圈繞P1P1和和P2P2轉(zhuǎn)動時電流轉(zhuǎn)動時電流(dinli)(dinli)的方的方向相同向相同, ,都是都是abcdabcdD.D.線圈繞線圈繞P1P1轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)動時dcdc邊受到的安培力大于邊受到的安培力大于繞繞P2P2轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)動時dcdc邊受到的安培力邊受到的安培力A第四十一頁，共44頁。變式訓練8如圖甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場(cchng)中，并繞過ab、cd中點的軸OO以角速度逆時針