交变电流的产生及变化规律

第1节交变电流的产生及变化规律,1交变电流的产生：将矩形线圈置于,中，并绕垂直于磁感线的轴,，线圈中就会产生正(余)弦交变电流,2中性面：,(1)线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量,，磁通量的变化率为,，感应电动势为,(2)线圈转动一周，,次经过中性面，线圈,，电流的方向就改变一次,匀强磁场,匀速转动,最大,零,零,两,每经,过中性面一次,一、交变电流的产生及变化规律,E,m,sin,t,NBS,I,m,sin,t,某一时刻,热效应,快慢,一次周期性,次数,0.02,50,100,【思路点拨】,线圈从垂直于中性面位置启动，则瞬时值的表达式为余弦函数由此构造出瞬时值表达式，可求出电动势的最大值，然后是有效值，再到功率，从而完成A、B、C的筛选；再画出线圈转动的截面图，可知其磁通量变化规律确是正弦函数，但对线圈的最大磁通量，即,BS,的计算有误，即排除D项,【答案】,AC,元贝驾考 元贝驾考2016科目一 科目四驾考宝典网 科目四,【方法与知识感悟】,1.正弦式交流电的变化规律(注意图与图的对应关系),2交变电流瞬时值表达式的基本书写思路,(1)确定正弦式交变电流的峰值，根据已知图象或由公式,E,m,nBs,求出相应峰值,(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式,线圈从中性面开始转动，则,i,t,图象为正弦函数图象，函数式为,i,I,m,sin,t,.,线圈从垂直中性面开始转动，则,i,t,图象为余弦函数图象函数式为,i,I,m,cos,t,.,线圈不是从以上两位置开始转动，先通过三角函数变换到以上两种形式，再写出函数表达式,3对中性面的理解,(1)中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的参考面,(2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，而磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零,(3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大,(4)线圈每经过中性面一次电流方向就改变一次线圈转动一周，两次经过中性面，所以在一个周期内电流的方向改变两次,例2 如图所示，,N,50匝的矩形线,圈,abcd,，,ab,边长,l,1,20 cm，,ad,边长,l,2,25 cm，放在磁感应强度,B,0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈,绕垂直于磁感线且通过线圈中线,的,OO,轴以,n,3000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻,r,1，外电路电阻,R,9，,t,0时，线圈平面与磁感线平行，,ab,边正转出纸外、,cd,边转入纸里,(1)在图中标出,t,0时感应电流的方向；,(2)写出感应电动势的瞬时值表达式；,(3)线圈转一圈外力做多少功？,(4)从图示位置转过90的过程中流过电阻,R,的电荷量是多少？,题型二：对描述交变电流的,“,四值,”,的理解和应用,【思路点拨】,正确理解交变电流的,“,四值,”,是解题的关键，求电荷量时要用平均值，交流电路中电表显示的为有效值，计算热量、功率和电功一定要用有效值求解,【答案】,(1),adcba,(2),e,314cos100,t,V(3)98.6 J(4)0.1 C,【方法与知识感悟】,对交变电流的,“,四值,”,的理解和应用,【思路点拨】,本题考查对交流电图象的解读能力，要求考生能够通过交流电图象找出周期、最大值并计算有效值，写出交流电表达式,【答案】,BD,(4)交变电流的表达式与线圈平面初始位置有关，由图象可以确定线圈的初始位置，即从中性面的位置开始计时，交变电流的图象为正弦图象；从垂直中性面的位置开始计时，交变电流的图象为余弦图象,2交流电的有关图象(,t,0时，线圈在中性面位置),物理量,函数,图象,磁通量,m,cos,t,BS,cos,t,电动势,e,E,m,sin,t,nBS,sin,t,规律,物理量,规律,*1图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，能产生正弦式交变电流的是(),ABD,2一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是(),A,t,0时刻线圈平面与中性面垂直,B,t,0.01 s时刻,的变化率达最大,C0.02 s时刻感应电动势达到最大,D该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示,B,BC,【巩固基础】,C,2如图所示是一个10匝的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时，线圈中产生的感应电动势,e,随时间,t,变化的图象，根据图象可以确定(),D,*3如图所示，一单匝闭合线框,在匀强磁场中绕垂直于磁场,方向的转轴匀速转动，转动,过程线框中产生的感应电,动势的瞬时值为,e,0.5sin 20,t,(V)，由该表达式可推知以下哪些物理量(),A匀强磁场的磁感应强度,B线框的面积,C穿过线框的磁通量的最大值,D线框转动的角速度,CD,BD,BCD,