2016-2017学年高中物理 第2章 交变电流 第2节 交变电流的描述课件 粤教版选修3-2

第二 节 交 变电 流的描述 1矩形 线 圈在匀 强 磁 场 中 绕 垂直于磁 场 方向的 轴 匀速 转动 ，下列 说 法中正确的是 ( ) A在中性面 时 ，通 过线 圈的磁通量最大 B在中性面 时 ，感 应电动势 最大 C穿 过线 圈的磁通量 为 零 时 ，感 应电动势 也 为 零 D穿 过线 圈的磁通量 为 零 时 ，磁通量的 变 化率也 为 零 课 前 自主学 习 【 答案 】 A 【 解析 】 在中性面 时线 圈平面与磁 场 方向垂直，故磁通量最大， 此 时 感 应电动势 最小； 线 圈与磁 场 方向平行 时 ，穿 过线 圈的 磁通量 为 零，磁通量 变 化率最大，感 应电动势 最大 2 (多 选 )矩形 线 圈 绕 垂直于匀 强 磁 场 的 对 称 轴 匀速 转动 ，当 线 圈平面与磁感 线 垂直 时 ，下列 说 法中正确的是 ( ) A 线 圈中的感 应电动势 最大 B 线 圈中感 应电 流的方向将 发 生改 变 C通 过线 圈平面的磁通量最大 D通 过线 圈的感 应电 流最大 【 答案 】 BC 3下面的四个 图 象均描述了 电 流随 时间 的 变 化 规 律，其中属 于交 变电 流的是 ( ) 【 答案 】 A 【 解析 】 B、 C、 D图 象的 电 流的方向没改 变 ，故不是交 变电 流 一、用函数表达式描述交变电流 1正弦式 电 流 (1)定 义 ：按 变 化的交 变电 流，叫做正弦式 电 流 (2)函数特点 瞬 时电动势 ： E Emsin t 瞬 时电压 ： U Umsin t 瞬 时电 流： I Imsin t 正弦 规 律 2正弦式 电 流的峰 值 、瞬 时值 项 目 峰 值 瞬 时值 电动势 Em NBS e Emsin t 电 流 Im i Imsin t 电压 Um ImR(R为 外 电 路 电 阻 值 ) u Umsin t 二、用图象描述交变电流 1正弦交 变电 流的 图 象 2几种交 变电 流的波形 当 线 圈 围绕 与 轴 平行的 线转动时 (都在 线 圈平面内 )，或者 围 绕 与 轴 平行的两条 边转动时 ， 产 生的瞬 时 感 应电动势 的表 达式是否 发 生了 变 化？如果 线 圈平面不是矩形而是 圆 形， 产 生的感 应电动势 的瞬 时值 的表达式是否 发 生了 变 化？ 【 答案 】 产 生的感 应电动势 的大小是不 变 的如果 换 成 圆 形的 线 圈平面， 产 生的感 应电动势 的瞬 时值 的表达式也不 发 生 变 化 . 1瞬 时值 课 堂 优 化整合 正弦式交变电流的瞬时值、峰值 2峰 值 (1)由 E NBSsin t可知， 电动势 的峰 值 Em NBS. (2)交 变电动势 最大 值 ，由 线 圈匝数 N，磁感 应 强 度 B， 转动 角速度 及 线 圈面 积 S决定，与 线 圈的形状无关，与 转轴 的位 置无关，因此如 图 所示的几种情况，若 N、 B、 S、 相同， 则 电动势 的最大 值 相同 【 特别提醒 】 (1)瞬 时值 表达式与开始 计时 的位置有关 若 线 圈从中性面开始 计时 ， e Emsin t. 若 线 圈从位于与中性面垂直的位置开始 计时 ， e Emcos t. (2)峰 值 与开始 计时 的位置及 线 圈 转动 的 时间 无关 例 1 【 答案 】 (1)e 100sin 20t V (2)86.6 V 1交 变电 流 图 象的 认识 由 e Emsin t、 u Umsin t、 i Imsin t可知 et、 ut、 it图线应该 是正弦曲 线 ，如 图 所示，其 中 Em、 Um、 Im分 别 表示 电动势 、 电压 、 电 流的最大 值 ， 表 示 线 圈匀速 转动 的角速度， 线 圈 为 多匝 (如 n匝 )时 ， Em nBS. 正弦交变电流图象的认识和应用 2交 变电 流 图 象的 应 用 (如 图 ) (1)可以 读 出正弦交 变电 流的峰 值 (2)可根据 线 圈 转 至中性面 时电 流 为 零的特点，确定 线 圈 处 于 中性面的 时 刻，确定了 该时 刻，也就确定了磁通量最大的 时 刻和磁通量 变 化率最小的 时 刻 (3)可根据 线 圈 转 至与磁 场 平行 时 感 应电 流最大的特点，确定 线 圈与中性面垂直的位置，此位置也就是磁通量 为 零的 时 刻 和磁通量 变 化率最大的 时 刻 【 特别提醒 】 对 于交流 电 的 图 象 问题 ， 应 注意 图 象与 线 圈在磁 场 中 的 转动 情况相 结 合 如 图 甲所示，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 45时 (如 图 乙 )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 ( ) 例 2 答案： D 题后反思 交 变电 流的 产 生和交 变电 流的 图 象 问题经 常 结 合在一起 进 行 考 查 ，根据 线 圈所 处 的起始位置确定 线 圈中感 应电 流的初始 值 ，根据楞次定律判断出初始位置的感 应电 流的方向，要注 意 题 目中往往 规 定感 应电 流的正方向除了考 查电 流随 时间 变 化的 规 律之外，常 见 的考 查 方式 还 有 电压 随 时间变 化的 规 律，磁通量随 时间变 化的 规 律等 2 线 圈在匀 强 磁 场 中 绕 垂直于磁 场 的 转轴 匀速 转动 ， 产 生 的交 变电 流的 图 象如 图 所示，由 图 中信息可以判断 ( ) A在 A和 C时 刻 线 圈 处 于中性面位置 B在 B和 D时 刻穿 过线 圈的磁通量 为 零 C从 A D线 圈 转过 的角度 为 2 D若从 O D历时 0.02 s， 则 在 1 s内交 变电 流的方向改 变 100次 【 答案 】 D 【 解析 】 根据 题图 ，首先判断出交 变电 流的瞬 时值 表达式 i Imsin t.其中 Im是交 变电 流的最大 值 ， 是 线 圈旋 转 的角速度另 外， 应该进 一步 认识 到 线 圈是从中性面开始旋 转 ，而且 线 圈 每旋 转 一周，两次 经过 中性面， 经过