20xx粵教版高中物理選修（3-2）第二章《認(rèn)識(shí)交變電流 交變電流的描述》-文庫吧
2024-11-19 01:52 本頁面
【正文】 乙： e＝ NBSωsin ωt 丙： e＝ NBSω [要點(diǎn)提煉 ] 1．正弦式交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式： (1)當(dāng)從中性面開始計(jì)時(shí)： e＝ Emsin_ωt. (2)當(dāng)從與中性面垂直的位置開始計(jì)時(shí)： e＝ Emcos_ωt. 2．正弦式交變電流的峰值表達(dá)式： Em＝ nBSω 與線圈的形狀及轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置無關(guān)． (填 “有關(guān) ”或 “無關(guān) ”) 3．兩個(gè)特殊位置： (1)中性面：線圈平面與磁場垂直． e 為 0， i為 0， Φ最大， ΔΦΔt為 0.(填 “0”或 “最大 ”) 線圈每次經(jīng)過中性面時(shí)，線圈中感應(yīng)電流的方向要改變，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變兩次． (2)垂直中性面：線圈平面與磁場平行． e 為最大， i最大， Φ為 0， ΔΦΔt最大． (填 “0”或 “最大 ”) 三、用圖象描述交變電流 [要點(diǎn)提煉 ] 1．正弦式交變電流的圖象及應(yīng)用： 或 從中性面計(jì)時(shí) 從垂直中性面 (B∥ S)計(jì)時(shí) 圖 6 (1)線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，開始計(jì)時(shí)時(shí)線圈所處的位置不同，得到的 i－ t 圖象也就不同 (如圖 6)； (2)要注意從圖象中找出兩個(gè)特殊位置所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻． 2．對(duì)直流電流和交變電流的區(qū)分主要是看電流方向是否變化． (1)交變電流：方向隨 時(shí)間做周期性變化的電流，簡稱交流． (2)直流：方向不隨時(shí)間變化的電流． (3)圖象特點(diǎn) ① 恒定電流的圖象是一條與時(shí)間軸平行的直線． ② 交變電流的圖象有時(shí)會(huì)在時(shí)間軸的上方，有時(shí)會(huì)在時(shí)間軸的下方，隨時(shí)間做周期性變化． 一、交變電流的判斷 例 1 (雙選 )如下圖所示圖象中屬于交流電的有 ( ) 解析 根據(jù)交變電流的定義分析，是否屬于交變電流關(guān)鍵是看電流方向是否發(fā)生變化，而不是看大?。? 答案 AC 二、正弦式交變電流的產(chǎn)生 例 2 (雙選 )矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場且在線框平面內(nèi)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了交變電流，下列說法正確的是 ( ) A．當(dāng)線框位于中性面時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢最大 B．當(dāng)穿過線框的磁通量為零時(shí)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢也為零 C．每當(dāng)線框 經(jīng)過中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢或感應(yīng)電流方向就改變一次 D．線框經(jīng)過中性面時(shí)，各邊有效切割磁感線的速度為零 解析 線框位于中性面時(shí)，線框平面與磁感線垂直，穿過線框的磁通量最大，但此時(shí)切割磁感線的兩邊的速度與磁感線平行，即不切割磁感線，所以電動(dòng)勢等于零，也應(yīng)該知道此時(shí)穿過線框的磁通量的變化率等于零，感應(yīng)電動(dòng)勢或感應(yīng)電流的方向也就在此時(shí)刻變化．線框垂直于中性面時(shí)，穿過線框的磁通量為零，但切割磁感線的兩邊都垂直切割，有效切割速度最大，所以感應(yīng)電動(dòng)勢最大，也可以說此時(shí)穿過線框的磁通量的變化率最大．故 C、 D 選項(xiàng)正確． 答案 CD 三、交變電流的規(guī)律 例 3 有一個(gè)正方形線圈的匝數(shù)為 10 匝，邊長為 20 cm，線圈總電阻為 1 Ω，線圈繞 OO′軸以 10π rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖 7 所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 T，問： 圖 7 (1)該線圈產(chǎn)生的交變電流電動(dòng)勢的峰值、電流的峰值分別是多少． (2)若從中性面位置開始計(jì)時(shí)，寫出感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的表達(dá)式． (3)線 圈從中性面位置開始，轉(zhuǎn)過 30176。時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值是多大． 解析 (1)交變電流電動(dòng)勢的峰值為 Em＝ 2nBLv＝ nBSω ＝ 1010 π V≈ V 電流的峰值為 Im＝ EmR ≈ A. (2)從中性面位置開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為 e＝ Emsin ωt≈ sin 10πt V. (3)線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)過 30176。，感應(yīng)電動(dòng)勢 e＝ Emsin 30176。≈ V. 答案 (1) V A (2)e＝ 10πt V (3) V 四、交變電流的圖象 例 4 (單選 )線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的圖象如圖 8所示，由圖中信息可以判斷 ( ) 圖 8 A．在 A和 C 時(shí)刻線圈處于中性面位置 B．在 B
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