交變電流 最常用到的電流.ppt

1、對應(yīng)學(xué)生用書P30,交變電流是生產(chǎn)和生活中最常用到的電流，且正弦式交流電是最簡單、最基本的交變電流，本章內(nèi)容是電磁感應(yīng)知識的延伸和發(fā)展，是電磁感應(yīng)理論的具體應(yīng)用 本章包括三個(gè)單元內(nèi)容： 第一單元介紹正弦交變電流的產(chǎn)生條件、變化規(guī)律(公式和圖象)及描述交變電流的物理量周期、頻率、瞬時(shí)值、峰值和有效值這部分是本章的基礎(chǔ)和重點(diǎn),第二單元討論在簡單的交流電路中，電感、電容元件對交流電的影響，由此認(rèn)識交變電流與恒定電流的區(qū)別，加深對交變電流特點(diǎn)的認(rèn)識 第三單元介紹變壓器的工作原理及在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，介紹遠(yuǎn)距離輸送電能時(shí)采用高壓的原理及變壓器從中所起的作用,本章重點(diǎn)：一是交變電流的產(chǎn)生原理；二是交變電

2、流有效值的定義；三是理想變壓器的變壓比、變流比、功率關(guān)系；四是遠(yuǎn)距離輸電的有關(guān)運(yùn)算 本章難點(diǎn)：有效值的理解和求解；電感和電容對交變電流的影響；理想變壓器的有關(guān)運(yùn)算和遠(yuǎn)距離輸電的有關(guān)討論.,1.本章是電磁感應(yīng)的發(fā)展和應(yīng)用學(xué)習(xí)本章前應(yīng)先掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及感應(yīng)電動勢的計(jì)算和正弦圖象等數(shù)學(xué)知識的儲備 2本章學(xué)習(xí)過程中特別要注意從交變電流的產(chǎn)生出發(fā)，搞清為描述交流的特點(diǎn)而定義的新概念和物理量，如：正弦式電流、中性面、瞬時(shí)值、峰值等，同時(shí)還能運(yùn)用圖象描述交變電流的規(guī)律,對應(yīng)學(xué)生用書P30,3對比方法是本章的主要物理方法，比如：對比瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值，對比直流和交流，在對比中加深理解，更利于

3、掌握有關(guān)規(guī)律同時(shí)學(xué)習(xí)在跟已知事物的對比中研究新事物特點(diǎn)的方法，體會到“具體事物，具體分析”的意義 4交變電流與實(shí)際生活有較密切的聯(lián)系學(xué)習(xí)本章時(shí)要注意了解生活、生產(chǎn)中與交流電有關(guān)的現(xiàn)象及應(yīng)用,第1節(jié)交變電流,元貝駕考 元貝駕考2016科目一 科目四駕考寶典網(wǎng) 駕考寶典2016科目一 科目四,1直流電：方向不隨時(shí)間變化的電流 簡稱：直流 符號：DC 2交變電流：大小和方向均隨時(shí)間做周期性變化的電流 簡稱：交流 符號：AC,方向隨時(shí)間做周期性變化是交流電的最主要特征，也是交流電和直流電的根本區(qū)別交流電的典型特征是電流方向變化，其大小可能不變，如矩形交流電的方向變化但大小不變，也是交流電,3正弦式電流

4、：按正弦規(guī)律變化的交變電流叫做正弦式交變電流，簡稱正弦式電流,1產(chǎn)生：在勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動的線圈里產(chǎn)生的是交變電流，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,2過程分析：如圖所示,線圈由甲位置轉(zhuǎn)到乙位置過程中，電流方向?yàn)閎adc. 線圈由乙位置轉(zhuǎn)到丙位置過程中，電流方向?yàn)閎adc. 線圈由丙位置轉(zhuǎn)到丁位置過程中，電流方向?yàn)閍bcd. 線圈由丁位置回到甲位置過程中，電流方向?yàn)閍bcd.,有的同學(xué)誤認(rèn)為當(dāng)線圈平面與中性面重合時(shí)，穿過線圈平面的磁通量最大，感應(yīng)電動勢也應(yīng)最大；當(dāng)線圈平面與磁感線重合時(shí)，穿過線圈平面的磁通量為零，感應(yīng)電動勢也應(yīng)為零,1正弦式電流表達(dá)式的推導(dǎo) (1)瞬時(shí)值表達(dá)式的推導(dǎo) 若線

5、圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動，如圖所示，則經(jīng)時(shí)間t：,(2)峰值 由eNBSsint可知，電動勢的最大值，即峰值EmNBS. 交變電動勢最大值由線圈匝數(shù)N、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、轉(zhuǎn)動角速度及線圈面積S共同決定，與線圈的形狀無關(guān)，與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)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,2正弦式交變電流的圖象 (1)用圖象描述交變電流的變化規(guī)律(在中性面時(shí)t0)如下：,從圖象中可以解讀到以下信息： (1)交變電流的峰值Em、Im和周期T. (2)因線圈在中性面時(shí)感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流均為零，磁通量最大，所以可確定線圈位于中性面的時(shí)刻 (3)找出線圈平行磁感線的時(shí)刻 (4)判斷線圈中磁通量的變

6、化情況,(2)幾種不同類型的交變電流,線圈轉(zhuǎn)動時(shí)瞬時(shí)值與平均值的求法 1瞬時(shí)值求法 (1)確定線圈轉(zhuǎn)動從中性面位置開始計(jì)時(shí)，還是從垂直中性面的位置開始計(jì)時(shí) (2)確定表達(dá)式是正弦函數(shù)還是余弦函數(shù)，若從中性面位置開始計(jì)時(shí)，表達(dá)式為正弦函數(shù)，若從垂直中性面的位置開始計(jì)時(shí)，則為余弦函數(shù),線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于勻強(qiáng)磁場且在線圈平面內(nèi)的軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生交變電流，則下列說法中正確的是() A當(dāng)線圈位于中性面時(shí)，線圈中感應(yīng)電流最大 B當(dāng)穿過線圈的磁通量為零時(shí)，線圈中感應(yīng)電動勢最大 C線圈在磁場中每轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向改變一次 D每當(dāng)線圈經(jīng)過中性面時(shí)，感應(yīng)電流的方向就改變一次,【解析】線圈位于中性面時(shí)

7、，線圈平面與磁場垂直，此時(shí)磁通量最大，但是各邊都不切割磁感線，或者說磁通量的變化率為零，所以感應(yīng)電動勢為零，而穿過線圈的磁通量為零時(shí)，切割磁感線的有效速度最大，磁通量的變化率最大，所以感應(yīng)電動勢最大，故選項(xiàng)A錯(cuò)B正確；線圈在磁場中每轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向改變兩次，C項(xiàng)錯(cuò)；很明顯D項(xiàng)正確 【答案】BD,【方法總結(jié)】 對于交變電流產(chǎn)生過程中各物理量的變化情況分析，應(yīng)抓住中性面這個(gè)關(guān)鍵位置，特別注意的是此時(shí)穿過線框平面的磁通量雖最大，但磁通量的變化率卻最小，等于零，電動勢等于零，電流等于零因此磁通量的變化規(guī)律與感應(yīng)電動勢(感應(yīng)電流)的變化規(guī)律恰好相反，一方增大時(shí)另一方恰好減小,下面方法能夠產(chǎn)生正

8、弦式交變電流的是(),解析：A、C、D中穿過線圈的磁通量均按正弦或余弦規(guī)律變化B中的導(dǎo)體棒不切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故也不會有交變電流產(chǎn)生 答案：ACD,有一個(gè)正方形線框的線圈匝數(shù)為10匝，邊長為20 cm，線框總電阻為1 ，線框繞OO軸以10 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示，垂直于線框平面向里的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 T，求：,(1)該線框產(chǎn)生的交變電流電動勢最大值、電流最大值分別是多少？ (2)線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60時(shí)，感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值是多大？ (3)寫出感應(yīng)電動勢隨時(shí)間變化的表達(dá)式 【分析】寫感應(yīng)電動勢的表達(dá)式，應(yīng)先確定最大值Em，再確定計(jì)時(shí)起點(diǎn)，本題從線框處于中性面

9、位置開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動勢表達(dá)式應(yīng)為eEmsint.,【答案】(1)Em6.28 VIm6.28 A (2)e5.44 V(3)e6.28sin10t V,如圖所示，勻強(qiáng)磁場B0.1 T，所用矩形線圈的匝數(shù)N100，邊長lab0.2 m，lbc0.5 m，以角速度100 rad/s繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動當(dāng)線圈平面通過中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，試求：,矩形線圈的匝數(shù)為50匝，在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示下列結(jié)論正確的是() A在t0.1 s和t0.3 s時(shí)，電動勢最大 B在t0.2 s和t0.4 s時(shí)，電動勢改變方向 C電動勢的最大值是157 V D在t0.4

10、 s時(shí)，磁通量變化率最大，其值為3.14 Wb/s,【分析】交變電流的圖象、峰值及變化規(guī)律 【解析】 【答案】CD,【方法總結(jié)】 解決正弦交變電流圖象問題要明確以下兩點(diǎn)： (1)明確交變電流的產(chǎn)生過程與圖象的對應(yīng)關(guān)系； (2)抓住線圈在轉(zhuǎn)動過程中經(jīng)過兩個(gè)特殊位置時(shí)各物理量的情況,矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，所產(chǎn)生的交變電流的波形如圖所示，下列說法中正確的是() A在t1時(shí)刻穿過線圈的磁通量達(dá)到峰值 B在t2時(shí)刻穿過線圈的磁通量達(dá)到峰值 C在t3時(shí)刻穿過線圈的磁通量的變化率達(dá)到峰值 D在t4時(shí)刻穿過線圈的磁通量的變化率達(dá)到峰值,答案：BC,1.如圖所示，電流隨時(shí)間變化的圖象中能夠表示交流電的是(),解析：交流電是指電流的方向隨時(shí)間做周期性變化的電流，圖A、B、C中電流的波形圖雖然不同，但是電流的方向均隨時(shí)間做周期性變化，故它們可以表示交流電 答案：ABC,2圖中哪些情況線圈中產(chǎn)生了交變電流(),3.一矩形線圈繞與勻強(qiáng)磁場垂直的中心軸旋轉(zhuǎn)，切割磁感線的兩邊通過導(dǎo)體圓環(huán)外接電阻R，自圖示位置開始以角速度勻速轉(zhuǎn)動，則通過R