交变电流的产生及描述教学提纲.ppt

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1、交变电流的产生及描述返回考纲点击考纲点击备考指南备考指南1.交交变电变电流、交流、交变电变电流的流的图图象象1.交交变电变电流的流的产产生及描述生及描述(e、u、i的瞬的瞬时值时值表达式、峰表达式、峰值值、有、有效效值值、周期、周期、频频率率)，特，特别别是交是交流流电电的的图图象和有效象和有效值值的的计计算是算是考考查查的的热热点点2.变压变压器的原理，器的原理，电压电压比、比、电电流比及功率关系，流比及功率关系，远远距离距离输电输电问题问题等是考等是考查查的重点的重点2.正弦交正弦交变电变电流的函数表达式、流的函数表达式、峰峰值值和有效和有效值值3.理想理想变压变压器器4.远远距离距离输电

2、输电返回返回返回返回特点：特点：2 2、导体边垂直切割磁感线、导体边垂直切割磁感线1 1、磁通量为最小，、磁通量为最小，=0=0第二特殊位置：第二特殊位置：SB线圈中有感应电流线圈中有感应电流E E感感=nBS=nBS，即：此时线圈中电流最大！即：此时线圈中电流最大！返回中性面中性面峰峰值值面面含含义义线线圈平面与磁圈平面与磁场场方向方向垂直垂直线线圈平面与磁圈平面与磁场场方向方向平行平行磁通量磁通量最大最大(BS)零零磁通量的磁通量的变变化化率率0最大最大感感应电动势应电动势0最大最大(nBS)电电流方向流方向发发生改生改变变方向不方向不变变线线圈圈经经过过中中性性面面时时，电电流流将将改改

3、变变方方向向，线线圈圈转转动动一一周周，两两次次经过中性面，电流方向改变经过中性面，电流方向改变两次两次返回思考：思考：在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势如何计算？如何计算？（V垂直垂直以线圈从中性面转动为以线圈从中性面转动为t=0时刻开始计时，经过时刻开始计时，经过t时间时间V返回(1)、正弦交变电流的图象、正弦交变电流的图象eoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt t3、交变电流的图像和变化规律、交变电流的图像和变化规律返回返回返回4 4、交流发电机、交流发电机、交流发电机、交流发电机1

4、 1、构造、构造2 2、种类、种类用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）用来产生磁场的磁极用来产生磁场的磁极旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机，转动的部分叫无论哪种发电机，转动的部分叫转子转子，不动的部，不动的部分叫分叫定子定子返回(3)(3)、交变电流的种类、交变电流的种类(1)(1)正弦交流电正弦交流电(2)(2)示波器中的锯齿波扫描电压示波器中的锯齿波扫描电压(3)(3)电子计算机中的矩形脉冲电子计算机中的矩形脉冲(4)(4)激光通信中的尖脉冲

5、激光通信中的尖脉冲返回1在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是 ，属于正弦交变电流的是 。tiABCDA B DA返回 4、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变 3、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生 2、交变电流：和 都随时间做 的电流叫做交变电流电压和电流随时间按 变化的交流电叫正弦交流电 大小方向正弦规律感应电流中性面两次周期性变化返回5 5、线圈从中性面开始转动，角速度是、线圈从中性面开始

6、转动，角速度是，线圈，线圈中的感应电动势的峰值是中的感应电动势的峰值是E Em m，那么在任一时刻，那么在任一时刻t t感感应电动势的瞬时值应电动势的瞬时值e e为为若线圈电若线圈电阻为，则感应电流的瞬时值为阻为，则感应电流的瞬时值为 0E Em e e e e-E-Emte=e=E Em msintsinti=(Ei=(Em m/R)/R)sintsint返回 应用升级应用升级1一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速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像如图转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图1013甲所示，则下列说法正确的是甲所示

7、，则下列说法正确的是()At0时刻，线圈平面与中性面垂直时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻，时刻，的变化率最大的变化率最大Ct0.02 s时刻，交流电动势达到最大时刻，交流电动势达到最大D该线圈产生的交流电动势的图像如图乙所示该线圈产生的交流电动势的图像如图乙所示B返回答案：答案：B返回如如图图1016所示，所示，图线图线a是是线线圈圈在匀在匀强强磁磁场场中匀速中匀速转动时转动时所所产产生正生正弦交流弦交流电电的的图图象，当象，当调调整整线线圈圈转转速速后，所后，所产产生正弦交流生正弦交流电电的的图图象如象如图图线线b所示，以下关于所示，以下关于这这两个正弦交两个正弦交流流电电的的

8、说说法正确的是法正确的是()A在在图图中中t0时时刻穿刻穿过线过线圈的磁通量均圈的磁通量均为为零零B线线圈先后两次圈先后两次转转速之比速之比为为3 2C交流交流电电a的瞬的瞬时值为时值为u10sin5t(V)【变式变式1】图图1016BCD返回解析解析由图可知由图可知t0时刻时感应电动势为零，穿过线圈的磁时刻时感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，选项通量最大，选项A错误；由图可知错误；由图可知Ta0.4s，Tb0.6s，线，线圈先后两次转速之比圈先后两次转速之比na nbTb Ta3 2，选项，选项B正正答案答案BCD返回典题例析典题例析如图所示，一矩形线圈如图所示，一矩形线圈abcd放置在

9、匀强磁场中，并绕过放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴中点的轴OO以角速度以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角与磁场夹角45时时(如图乙如图乙)为计时起点，并规定当电流为计时起点，并规定当电流自自a流向流向b时电流方向为正。则如图时电流方向为正。则如图1017所示的四幅图所示的四幅图中正确的是中正确的是 ()答案答案D返回返回二、描述交变电流大小的物理量二、描述交变电流大小的物理量二、描述交变电流大小的物理量二、描述交变电流大小的物理量 返回线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时，电动势最大值：转时，电动势最

10、大值：2 2 2 2、最大值、最大值、最大值、最大值(峰值峰值峰值峰值)：1 1 1 1、瞬时值、瞬时值、瞬时值、瞬时值0t/sU/VUm电压最大值电压瞬时值返回甲、乙图中电炉烧水甲、乙图中电炉烧水,设壶材料相同、水质量相等、设壶材料相同、水质量相等、水的初温相同若直流电源用水的初温相同若直流电源用1010分钟把水烧开，而分钟把水烧开，而第二次用交流电时也用第二次用交流电时也用1010分钟把水烧开分钟把水烧开3 3 3 3有效值有效值有效值有效值返回我我的的电电流流是是恒恒定的定的3A3A我我1010分分钟钟把水烧开把水烧开我我1010分分钟钟也也把把水水烧烧开！开！我我的的电电流流是变化的是

11、变化的我的电流我的电流有效值是有效值是3A返回3 3 3 3有效值有效值有效值有效值（1 1）定定义义：使使交交变变电电流流和和直直流流通通过过相相同同阻阻值值的的电电阻阻，如如果果它它们们在在相相等等时时间间内内产产生生的的热热量量相相等等，就就把把这这一一直直流流的的数数值值叫叫做做这这一一交变电流的有效值交变电流的有效值（热效应相同）（热效应相同）（2 2）说明：）说明：交交变变电电流流的的有有效效植植根根据据电电流流的的热热效效应应来来规规定定，与与电电流流的的方方向向无无关，关，计算电功和热量必须用有效值计算电功和热量必须用有效值有有效效值值一一般般与与所所取取时时间间的的长长短短有

12、有关关，在在无无特特别别说说明明时时是是以以一一个个周期的时间来确定有效值的周期的时间来确定有效值的交交流流电电压压表表和和电电流流表表通通过过交交流流电电时时，实实际际上上已已经经由由电电表表内内部部元元件件把把交交流流电电变变成成了了等等效效的的直直流流，所所以以读读出出的的就就是是交交流流的的有有效效值值，并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。并且电表的指针不会忽左忽右地摆动。注意：电容器的耐压值是交流的最大值。返回(4)(4)一般用电器上标注的额定值是一般用电器上标注的额定值是有效值有效值，而电容器上，而电容器上标注的是标注的是最大值最大值4 4 4 4平均值：平均值：平均值：平均值：计算

13、通过某导体截面的计算通过某导体截面的电量电量电量电量一定要用平均值。一定要用平均值。(3)(3)正弦（或余弦）正弦（或余弦）交变电流有效值与最大值之间的关系交变电流有效值与最大值之间的关系返回返回返回返回典题例析典题例析一个一个10 的电阻，它两端的电压的电阻，它两端的电压u随时间随时间t的变化规律的变化规律如图如图10110所示，则所示，则 ()D返回答案答案D返回C返回答案：答案：C返回典题例析典题例析一个电阻为一个电阻为r、边长为、边长为L的正方形的正方形线圈线圈abcd共共N匝，线圈在磁感应强度为匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO以

14、以如图如图10112所示的角速度所示的角速度匀速转动，匀速转动，外电路电阻为外电路电阻为R。图图10112返回(1)说明此刻线圈感应电流的方向。说明此刻线圈感应电流的方向。(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？(3)线圈平面与磁感线夹角为线圈平面与磁感线夹角为60时的感应电动势为多大？时的感应电动势为多大？(4)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？线圈转一周，柴油机做多少功？(5)从图示位置开始，线圈转过从图示位置开始，线圈转过60的过程中通的过程中通过过R的电量是多少？的电

15、量是多少？(6)图中电流表和电压表的示数各是多少？图中电流表和电压表的示数各是多少？返回返回返回返回电电阻阻为为1的矩形的矩形线线圈圈绕绕垂直于磁垂直于磁场场方向的方向的轴轴，在匀，在匀强强磁磁场场中匀速中匀速转动转动，产产生的交生的交变电动势变电动势随随时间变时间变化的化的图图象如象如图图1018所示所示现现把交流把交流电电加在加在电电阻阻为为9的的电热丝电热丝上，下列上，下列判断正确的是判断正确的是()A线线圈圈转动转动的角速度的角速度100rad/sB在在t0.01s时时刻，穿刻，穿过线过线圈的磁通量最大圈的磁通量最大C电热丝电热丝两端的两端的电压电压U100VD电热丝电热丝此此时时的的发热发热功率功率P1800W【变式变式】图图1018D返回答案答案D返回(2011皖南八校皖南八校联联考考)如如图图1019所示，所示，图图甲和甲和图图乙分乙分别别表示正弦脉冲波和方波的交表示正弦脉冲波和方波的交变电变电流与流与时间时间的的变变化关系化关系若使若使这这两种两种电电流分流分别别通通过过两个完全相同的两个完全相同的电电阻，阻，则经则经过过1min的的时间时间，两，两电电阻消耗的阻消耗的电电功之比功之比W甲甲 W乙乙为为()图图1019A1 B1 2C1 3D1 6c返回结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！45