第一节 交变电流.doc

第五章交变电流 第一节 交变电流 编者：杨福松 【学习目标】 1、理解什么是交流电 2、明确交变电流的产生及变化规律，掌握感应电动势，感应电流的瞬时值表达式 3、了解交流发电机的基本构造和种类 【要点导学】 演示：如图所示，线圈绕中心轴转动时，电流表中的指针如何偏转？说明电路中的电流大小和方向如何变化？ 一．交变电流 ________和________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流 ________不随时间变化的电流称为直流 大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流 二．交变电流的产生 1．过程分析 特殊位置 甲 乙 丙 丁 戊 B与S的关系 磁通量Φ的大小 4个过程中 Φ的变化 电流方向 磁通量Φ的变化率 2．中性面：_______________________________ 磁通量___________ 磁通量的变化率____________ 感应电动势e＝________，_______感应电流 感应电流方向________，线圈转动一周，感应电流方向改变______次 三．交变电流的变化规律 如图5-1-1，从中性面计时，t时刻线圈中的感应电动势e的推导： 【典型例题】 【例1】 如图5-1-2，两电路中的电流分别为图a和图b所示，试判断a、b是否为交变电流? 【例2】正弦交变电动势的最大值出现在（ ） A．线圈经过中性面时 B．穿过线圈的磁通量为零时 C．穿过线圈的磁通量变化最快时 D．线圈边框的速度与磁感线垂直时 【例3】如图5-1-3所示的100匝矩形线框绕OO′轴匀速转动，转速为120r/min。ab=cd=0.2m，ad=bc=0.1m，磁感应强度B＝1T，试求： （1）线圈中产生的感应电动势的最大值是多少? （2）感应电动势的瞬时表达式? （3）线圈与外电路组成闭合电路时，总电阻为100Ω，从图示位置计时，求电流的瞬时表达式及t=1/12s时的电流? （4）从图示位置转过90°和180°的过程中，平均感应电动势分别为多大? 【分层练习】 班级_____________姓名______________ （ ）1．下列四种情况均表示闭合线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，在下列情况下线圈中不能产生交流电的是（从左侧看线圈绕OO′顺时针转动） （ ）2．如图5-1-4所示，闭合的圆形线圈绕OO′轴匀速旋转到中性面位置时 A．穿过线圈的磁通量变化率为零 B．线圈中感应电动势为零 C．线圈中感应电流达最大值 D．穿过线圈的磁通量变化率为最大值 （ ）3．如图5-1-5所示，线框在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动（由上向下看是逆时针方向），当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是 A．磁通量和感应电动势都在变大 B．磁通量和感应电动势都在变小 C．磁通量在变小，感应电动势在变大 D．磁通量在变大，感应电动势在变小 （ ）4．如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场 中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是 5．发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为311V，其线圈共100匝，在匀强磁场中匀速转动的角速度为100πrad/s，从线圈经过中性面计时： （1）写出电动势的瞬时表达式； （2）此发电机与外电路组成闭合电路时，总电阻为100Ω，求t=1/600 s时的电流； （3）线圈转过60°，180°的过程中，电动势的平均值各是多少? （4）磁通量变化率的最大值是多少? 6．如图5-1-7所示，一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直.线圈中感应电动势e与时间t的关系如下图所示.感应电动势最大值和周期可由图中读出.则磁感应强度B多大?在t＝T／12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角是多少? 7．u=311sin314tV, 若将辉光电压为220V的氖管接上此交流电压，则1s内氖管的发光时间为多少 江苏省溧阳中学高二物理 1 图5-1-7 图5-1-5 图5-1-4