物理选修3-2交变电流.ppt

6．线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e=10sin20πt伏，则下列说法中正确的是（ ） A．t=0时，线圈平面垂直于磁场； B. t=0时，磁通量变化最快； C．t=0时，导线切割磁感线的有效速度最大； D. t=0.4秒时，e有最大值10伏 9、交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求： ⑴通过R的电荷量q为多少？ ⑵外力做的功W为多少？ 二、．交变电流能够通过电容器［演示］电容对交、直流的影响。实验电路如图所示： 一．电感对交变电流的阻碍作用［演示］电阻、电感对交、直流的影响。实验电路如下图甲、乙所示： ４、感抗的利用 （1）低频扼流圈 自感系数很大。对低频交变电流有很大的阻碍作用。即“通直流、阻交流”。 （2）高频扼流圈 自感系数小。对低频交变电流阻碍小，对高频交变电流阻碍大。即“通低频、阻高频 * 一、描述交变电流大小的物理量 1．最大值（峰值）： Em 、Ｉm 、Um 交变电流在一个周期内所能达到的最大数值． 2．有效值：E 、Ｉ 、U 根据电流的热效应(Q=I2RT)来规定，使交变电流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相等时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值． 3、瞬时值： e 、i 、 u 正弦交流电的有效值与最大值的关系： 如：交流电压的瞬时值表达式为u＝311sin100πt (V). 市用电：Um=311V，U=220V T=0.02s，f=50Hz，ω=100πrad/s 4、平均值： E、I、U 平均值需用 和 进行计算， 求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值， . 一、交流发电机 1．原理：由法拉第_____________可知，只要通过闭合导体的________发生变化，就可以产生感应电动势和___________ 2．构造：发电机主要由_____ (电枢)和_____两部分组成． 3．种类 电磁感应定律 磁通量 线圈 感应电流． 磁极 磁极 电枢 电枢 磁极 演示交变电流的产生和变化规律 B⊥S , Φ最大 V // B , E=0 、I=0 在线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫中性面。 B∥S ， Φ=0 V⊥B ， E最大、I最大 在线圈平面平行于磁感线时，产生的感应电动势最大（峰值） ： 二、交变电流的变化规律--方向变化规律 线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。 二、交变电流的变化规律--大小变化规律 设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω ，经过时间t，线圈转过的角度是ωt ，ab边的线速度v的方向跟磁感线的夹角也是ωt.ab边的长度为l,则ab边中的感应电动势是： eab=Blvsinωt cd边中的感应电动势跟ab边中的大小相同，而且两边又是串联的，所以线圈中总感应电动势为: e=2Blvsinωt 令 Em=2Blv=BSω 叫电动势的最大值。 ①则线圈中产生的电动势的瞬时值：e=Emsinωt 线圈平面 ωt V V 中性面 a d B ωt ②设总电阻为R，则电流的瞬时值：i=e/R =Emsinωt/R=Imsinωt ③电路某一段电压的瞬时值：u=iR外=Imsinωt R外=Umsinωt 1、国生产和生活用交流电的周期T＝_______s，频率f= _______Hz，角速度ω＝_________rad/s，在1s内电流的方向变化__________次。 0.02 50 100π 100 ①电动势的最大值：Em=2Blv=BSω ③从中性面开始计时,电动势的瞬时值：e=Emsinωt 电流的瞬时值：i=Imsinωt 电压的瞬时值：u=Umsinωt 2、描述交变电流大小的物理量 ②电动势的有效值： 练习4：如图所示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。 Im ＝20A ω＝100π rad/s. 电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt(A) T＝0.02s 5、 一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，试写出电动势瞬时值的表达式。如果这个发电机