《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》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《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(32頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二節(jié)交變電流的描述 1矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)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(yīng)電動勢最大C穿過線圈的磁通量為零時,感應(yīng)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(xué)習(xí) 【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(yīng)電動勢最小;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(yīng)電動勢最大 2(多選)矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場的對稱軸勻速轉(zhuǎn)動,當(dāng)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(yīng)電動勢最大B線圈中感應(yīng)電流的方向?qū)l(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(yīng)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(dá)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(dāng)線圈
3、圍繞與軸平行的線轉(zhuǎn)動時(都在線圈平面內(nèi)),或者圍繞與軸平行的兩條邊轉(zhuǎn)動時,產(chǎn)生的瞬時感應(yīng)電動勢的表達(dá)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(yīng)電動勢的瞬時值的表達(dá)式是否發(fā)生了變化?【答案】產(chǎn)生的感應(yīng)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(yīng)電動勢的瞬時值的表達(dá)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(yīng)強(qiáng)度B,轉(zhuǎn)動角速度及線圈面積S決定,與線圈的形狀無關(guān),與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān),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(dá)式與開始計時的位置有關(guān)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(zhuǎn)動的時間無關(guān) 例 1 【答案】(1)e100sin 20t V(2)86.6 V 1交變電流圖象的認(rèn)識由eEmsin t、uUmsin t、iImsin t可知et、ut、it圖線應(yīng)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(zhuǎn)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(rèn)識和應(yīng)用 2交變電流圖象的應(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)至與磁場平行時感應(yīng)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(yīng)注意圖象與線圈在磁場中的轉(zhuǎn)動情況相結(jié)合 如圖甲所示,一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場中并繞過ab、cd中點的軸OO以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)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(dāng)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(jié)合在一起進(jìn)行考查,根據(jù)線圈所處的起始位置確定線圈中感應(yīng)電流的初始值,根據(jù)楞次定律判斷出初始位置的感應(yīng)電流的方向,要注意題目中往往規(guī)定感應(yīng)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(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)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(zhuǎn)過的角度為2D若從OD歷時0.02 s,則在1 s內(nèi)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(dá)式iImsin t.其中Im是交變電流的最大值,是線圈旋轉(zhuǎn)的角速度另外,應(yīng)該進(jìn)一步認(rèn)識到線圈是從中性面開始旋轉(zhuǎn),而且線圈每旋轉(zhuǎn)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;