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,交变电流 传感器,第十一章,第30讲 交变电流的产生及其变化规律,栏目导航,1交变电流及其产生和图象 (1)交变电流 定义：_和_都随时间做周期性变化的电流 图象：如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流其中按正弦规律变化的交变电流叫_交变电流，如图甲所示,大小,方向,正弦式,(2)正弦交变电流的产生和图象 产生：在匀强磁场里，线圈绕_方向的轴匀速转动 图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦曲线如图甲、乙所示,垂直于磁场,一次周期性,次数,(2)正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时) 电动势e随时间变化的规律：e_.其中等于线圈转动的_，Em_ 负载两端的电压u随时间变化的规律：u_ 电流i随时间变化的规律：i_,Emsin t,角速度,nBS,Umsin t,Imsin t,1判断正误 (1)将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中产生的一定是正弦交变电流( ) (2)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，经过中性面时，线圈中的感应电动势最大( ),(4)交流电表的测量值是交变电流的有效值( ) (5)我国使用的交变电流周期是0.02 s，电流方向每秒改变100次( ) (6)电路中保险丝的熔断电流是指电流的最大值( ) (7)电容器的耐压值是指交变电流的最大电压( ),2(多选)如图所示为交流发电机示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接关于其工作原理，下列分析正确的是( ),A在线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大 B在线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大 C在线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小 D在线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小,AC,3小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系是正弦函数将发电机与一个标有“6 V 6 W”的小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻当线圈的转速为n5 r/s时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时表达式为( ) Aisin 5t A Bisin 10t A Ci1.41sin 5t A Di1.41sin 10t A,D,1正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时),一 正弦交变电流的产生及其变化规律,解决交变电流图象问题的三点注意 (1)只有当线圈从中性面位置开始计时，电流的瞬时值表达式才是正弦形式，其变化规律与线圈的形状及转动轴处于线圈平面内的位置无关 (2)注意峰值公式EmnBS中的S为有效面积 (3)在解决有关交变电流的图象问题时，应先把交变电流的图象与线圈的转动位置对应起来，再根据特殊位置求特殊解,例1如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R10 的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V图乙是矩形线圈中磁通量随时间t变化的图象则( ),C,A电阻R上的电功率为20 W Bt0.02 s时R两端的电压瞬时值为零 CR两端的电压u随时间t变化的规律是u14.1cos 100t V D通过R的电流i随时间t变化的规律是i14.1cos 50t A,1交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较,二 交变电流“四值”的理解及应用,2. 对交变电流有效值的理解 (1)交变电流的有效值是根据电流的热效应(电流通过电阻生热)进行定义的，所以进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热(或热功率)进行计算 (2)注意“三同”：“相同电阻”，“相同时间”内产生“相同热量” (3)计算时“相同时间”一般取一个周期,1(多选)如图中各图面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势eBSsint的图是( ),AC,2一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示则( ) A电压表V的示数为220 V B电路中的电流方向每秒钟改变50次 C灯泡实际消耗的功率为484 W D发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J,D,3(多选)一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化如图所示，则下面说法正确的是( ),BCD,At1和t2时刻通过线圈的磁通量为零 Bt1和t3时刻通过线圈的磁通量变化率为零 C图示中是从线圈平面与磁场方向平行时开始计时的 D每当感应电动势e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值最大,解析 由图象可知，当t0时，感应电动势有最大值，说明穿过线圈的磁通量变化率最大，即是从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，选项C正确；t1和t3时刻感应电动势为零，即线圈平面与磁场方向垂直(位于中性面)，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，选项B正确，选项A错误；当线圈通过中性面时，是感应电动势改变方向的时刻，选项D正确,AC,例1(6分)(多选)在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示已知矩形线圈的匝数N100，以角速度100 rad/s绕OO轴匀速转动，则( ) At0.005 s时线圈中磁通量的变化率为零 Bt0.01 s时线圈平面与中性面重合 C穿过线圈的最大磁通量为0.01 Wb D经t1 s时间，交变电流方向改变100次,答题送检来自阅卷名师报告,规范答题 解析 t0.005 s时感应电动势最大，线圈的磁通量变化率也最大，选项A错误；t0.01 s时感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，线框平面与中性面重合，选项B正确；感应电动势的最大值为314 V，由EmNm可得m0.01 Wb，选项C正确；在每个周期T0.02 s时间内，交变电流方向改变两次，即在1 s时间内可改变100次，故选项D正确 答案 BCD,1(2017安徽合肥模拟)(多选)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示则下列说法正确的是( ),CD,2如图甲所示，标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20 F 300 V”的电容器并联到交流电源上，V为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关下列判断正确的是( ),B,B,
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