第1课时交变电流的产生及描述精选PPT.ppt

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1、第1课时交变电流的产生及描述第1页，此课件共23页哦A.A.电压表电压表 的示数为的示数为220 V220 VB.B.电路中的电流方向每秒钟改变电路中的电流方向每秒钟改变5050次次C.C.灯泡实际消耗的功率为灯泡实际消耗的功率为484 W484 WD.D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J24.2 J解析解析 由电动势的图象知由电动势的图象知,其最大值为其最大值为220 V,220 V,故有效故有效值为值为220 V,220 V,电压表测量灯泡两端电压电压表测量灯泡两端电压U U=209 V,A=209 V,A错错;交交流电的周期流电的周期T T

2、=0.02 s,=0.02 s,方向每秒改变方向每秒改变100100次次,B,B错错;灯泡消灯泡消耗的功率耗的功率P P=I I2 2R R=95 W=459.8 W,C 95 W=459.8 W,C错错;发电发电机内阻每秒产生的热量机内阻每秒产生的热量Q Q=I I2 2rt rt=51 J 51 J=24.2 J,D=24.2 J,D对对.答案答案D D第2页，此课件共23页哦2.2.如图如图2 2所示所示,矩形线框置于竖直向下的磁场中矩形线框置于竖直向下的磁场中,通过导线与灵敏通过导线与灵敏电流表相连电流表相连,线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴

3、匀速转动,图中线框平面处于竖直面内图中线框平面处于竖直面内.下列说法正确的是下列说法正确的是()图图2 2第3页，此课件共23页哦A.A.因为线框中产生的是交变电流因为线框中产生的是交变电流,所以电流表示数始所以电流表示数始 终为零终为零B.B.线框通过图中位置瞬间线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量最大穿过线框的磁通量最大C.C.线框通过图中位置瞬间线框通过图中位置瞬间,通过电流表的电流瞬间值最小通过电流表的电流瞬间值最小D.D.若使线框转动的角速度增大一倍若使线框转动的角速度增大一倍,那么通过电流表电流的有那么通过电流表电流的有效值也增大一倍效值也增大一倍解析解析 灵敏电流表的示数是变化

4、的灵敏电流表的示数是变化的,A,A错错;线框通过图中线框通过图中位置的时候线圈平面与磁场方向平行位置的时候线圈平面与磁场方向平行,所以磁通量为所以磁通量为零零,B,B错错;线圈通过如图位置时线圈通过如图位置时,上下两个边框都是垂直上下两个边框都是垂直切割磁感线切割磁感线,所以电流最大所以电流最大,C,C错误错误;由由U Umaxmax=nBSnBS得得,当当角速度增大一倍时角速度增大一倍时,电压的最大值增大一倍电压的最大值增大一倍,所以电流所以电流的有效值也增大一倍的有效值也增大一倍,D,D正确正确.答案答案 DD第4页，此课件共23页哦3.3.小型交流发电机中小型交流发电机中,矩形金属线框在

5、匀强磁场中匀速转动矩形金属线框在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间成正弦函数关系产生的感应电动势与时间成正弦函数关系,如图如图3 3所示所示.此此线圈与一个线圈与一个R R=9=9 的电阻构成闭合电路的电阻构成闭合电路,线圈自身的电阻线圈自身的电阻r r=1=1,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.交变电流的周期为交变电流的周期为0.2 s0.2 sB.B.交变电流的频率为交变电流的频率为25 Hz25 HzC.C.发电机输出的电压有效值为发电机输出的电压有效值为10 V10 VD.D.发电机输出的电功率为发电机输出的电功率为18 W18 W图图3 3第5页，此课件共23页哦解

6、析解析 由图象可知由图象可知T T=0.4 s,=0.4 s,f f=2.5 Hz,=2.5 Hz,E E=10 V,=10 V,U U出出=9 V,=9 V,I I=A,=A,输出电功率输出电功率P P=U U出出I I=18 W,=18 W,故只有故只有B B、D D正确正确.答案答案D D第6页，此课件共23页哦4 4.正弦交变电源与电阻正弦交变电源与电阻R R1 1、R R2 2、交流电压表按照图、交流电压表按照图4 4甲中所甲中所示的方式连接示的方式连接,R R1 1=2020、R R2 2=1010,交流电压表的示数是交流电压表的示数是2020V.V.图乙是交变电源输出电压图乙是交

7、变电源输出电压u u随时间随时间t t变化的图象变化的图象.则则图图4 4第7页，此课件共23页哦A A.通过通过R R1 1的电流的电流i i1 1随时间随时间t t变化的规律是变化的规律是i i1 1=2 2cos10cos10t tAAB B.通过通过R R1 1的电流的电流i i1 1随时间随时间t t变化的规律是变化的规律是i i1 1=2 2cos100cos100t tAAC C.R R2 2两端的电压两端的电压u u2 2随时间随时间t t变化的规律是变化的规律是u u2 2=2020coscos1010t tVVD D.R R2 2两端的电压两端的电压u u2 2随时间随时间

8、t t变化的规律是变化的规律是u u2 2=2020coscos100100t tVV第8页，此课件共23页哦解析解析电压表的示数是电压表的示数是R R2 2的有效电压的有效电压,故故R R2 2两端两端的最大电压是的最大电压是20 V,20 V,最大电流是最大电流是I Imaxmax=2 A,=2 A,由图可知此交流电的周期是由图可知此交流电的周期是0.2 s,0.2 s,所以所以角速度为角速度为 =10 rad/s,=10 rad/s,故故A A正确正确,B,B错误错误;R R2 2两端的电压两端的电压u u2 2=20 cos 10=20 cos 10t t V,V,所以所以C C、D

9、D错误错误.答案答案A A第9页，此课件共23页哦5.5.把一只电热器接到把一只电热器接到100 V100 V的直流电源上时的直流电源上时,在时间在时间t t内能产内能产生热量生热量Q Q,若将它接到若将它接到U U=100sin=100sin t t V V的交流电源上的交流电源上,仍要仍要产生热量产生热量Q Q,则所需的时间为则所需的时间为()A.A.t tB.2B.2t tC.C.t tD.4D.4t t解析解析 由由Q Q=得得,则则t t=2=2t t,所以所以B B项正确项正确.B B第10页，此课件共23页哦6.6.如图如图5 5所示所示,边长为边长为L L的正方形线圈的正方形线

10、圈abcdabcd,其匝数为其匝数为n n,总电阻为总电阻为r r,外电外电路的电阻为路的电阻为R R,abab的中点和的中点和cdcd的中的中点的连线点的连线OOOO恰好位于匀强磁场恰好位于匀强磁场的边界线上的边界线上,磁场的磁感应强度为磁场的磁感应强度为B B.若线圈从图示位置开始若线圈从图示位置开始,以角速以角速度度绕绕OOOO轴匀速转动轴匀速转动,则以下判断中正确的是则以下判断中正确的是()图图5 5第11页，此课件共23页哦A.A.闭合电路中感应电动势的瞬时表达式闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e e=nBLnBL2 2sin sin t tB.B.在在t t=时刻时刻,磁场穿过线圈

11、的磁通量为零磁场穿过线圈的磁通量为零,但此时但此时 磁通量随时间变化最快磁通量随时间变化最快C.C.从从t t=0=0时刻到时刻到t t=时刻时刻,电阻电阻R R上产生的热量为上产生的热量为Q Q=D.D.从从t t=0=0时刻到时刻到t t=时刻时刻,通过通过R R的电荷量的电荷量q q=第12页，此课件共23页哦解析解析 闭合电路中感应电动势的瞬时表达式闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e e=U Um msinsint t=nBSnBSsin sin t t=nBLnBL2 2sin sin t t,A,A错错;在在t t=时刻时刻,线圈转过线圈转过90,90,线圈平面与磁场平行线圈平面与

12、磁场平行,B,B正确正确;电阻电阻R R上产生的热量为上产生的热量为Q Q=,故故C C正确正确;从从t t=0=0时刻到时刻到t t=时刻时刻,通过通过R R的电荷量的电荷量q q=it it=,故故D D正确正确.答案答案BCDBCD第13页，此课件共23页哦7.7.如图如图6 6所示所示,图线图线a a是线圈在匀强是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象交流电的图象,当调整线圈转速当调整线圈转速后后,所产生正弦交流电的图象如所产生正弦交流电的图象如图线图线b b所示所示.以下关于这两个正以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是弦交流电的说法正确的是()A

13、.A.在图中在图中t t=0=0时刻穿过线圈的磁通量均为零时刻穿过线圈的磁通量均为零B.B.线圈先后两次转速之比为线圈先后两次转速之比为3232C.C.交流电交流电a a的瞬时值为的瞬时值为u u=10sin 5=10sin 5t t V VD.D.交流电交流电b b的最大值为的最大值为 V V图图6 6第14页，此课件共23页哦解析解析 t t=0=0时刻时刻,u u=0,=0,穿过线圈的磁通量最大穿过线圈的磁通量最大,A,A错错;由图知由图知T Ta a=0.4 s,=0.4 s,T Tb b=0.6 s,=0.6 s,根据根据n n=,=,得得n na an nb b=T Tb bT T

14、a a=32,=32,故故B B正确正确;由图知由图知U Umama=10 V,=10 V,a a=5,=5,所以交流电所以交流电a a的瞬时值为的瞬时值为u u=U Umamasin sin t t=10sin 5=10sin 5t t V,C V,C正确正确;U Umbmb=nBSnBSb b=V,=V,故故D D正确正确.答案答案 BCDBCD第15页，此课件共23页哦8.(20098.(2009天津天津9(1)9(1)如图如图7 7所示所示,单匝矩形闭合导线框单匝矩形闭合导线框abcdabcd全部处全部处于磁感应强度为于磁感应强度为B B的水平匀强磁的水平匀强磁场中场中,线框面积为线框

15、面积为S S,电阻为电阻为R R.线线框绕与框绕与cdcd边重合的竖直固定转轴边重合的竖直固定转轴以角速度以角速度匀速转动匀速转动,线框中感应电流的有效值线框中感应电流的有效值I I=.线框从中性面开始转过线框从中性面开始转过 的过程中的过程中,通过导线横通过导线横截面的电荷量截面的电荷量q q=.图图7 7第16页，此课件共23页哦解析解析 线框转动产生交变电流线框转动产生交变电流E Emaxmax=BSBS,I Imaxmax=BSBS/R R,有效值有效值I I=;线框转过线框转过 的过程中的过程中,=BSBS,.答案答案第17页，此课件共23页哦9.9.交流发电机的原理如图交流发电机的

16、原理如图8 8甲所示甲所示,闭合的矩形线圈放在闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀强磁场中,绕绕OOOO轴匀速转动轴匀速转动,在线圈中产生的交变电流随在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示时间变化的图象如图乙所示,已知线圈的电阻为已知线圈的电阻为R R=2.0,=2.0,求求:图图8 8第18页，此课件共23页哦(1)(1)通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少?(2)(2)矩形线圈转动的周期是多少矩形线圈转动的周期是多少?(3)(3)线圈电阻上产生的电热功率是多少线圈电阻上产生的电热功率是多少?(4)(4)保持线圈匀速运动保持线圈匀速

17、运动,1 min,1 min内外界对线圈做的功是多少内外界对线圈做的功是多少?解析解析 (1)(1)由由I It t图可知通过线圈导线的任一个横截面的电流图可知通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值的最大值I Im m=2.0 A.=2.0 A.(2)(2)矩形线圈转动的周期矩形线圈转动的周期T T=4.010=4.010-3-3 s.s.(3)(3)由有效值由有效值I I=,=,线圈电阻上产生的电热功率为线圈电阻上产生的电热功率为P P=I I2 2R R=R R=4 W.=4 W.第19页，此课件共23页哦(4)(4)外界对线圈做功转化成电能再转化成电热外界对线圈做功转化成电能再转化成电

18、热;1 min;1 min内外内外界对线圈做的功界对线圈做的功WW=PtPt=240 J.=240 J.答案答案 (1)2.0 A (2)4.010(1)2.0 A (2)4.010-3-3 s (3)4 W (4)240 J s (3)4 W (4)240 J第20页，此课件共23页哦10.10.一个电阻为一个电阻为r r、边长为、边长为L L的正方形线的正方形线圈圈abcdabcd共共N N匝匝,线圈在磁感应强度为线圈在磁感应强度为B 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OOOO以如图以如图9 9所示的角速度所示的角速度匀速转匀速转动动,外电路电阻为外电路电阻为R

19、 R.(1)(1)在图中标出此刻线圈感应电流的方向在图中标出此刻线圈感应电流的方向.(2)(2)转动过程中感应电动势的最大值是多少转动过程中感应电动势的最大值是多少?(3)(3)线圈平面与磁感线夹角为线圈平面与磁感线夹角为6060时的感应电动势多大时的感应电动势多大?(4)(4)设发电机由柴油机带动设发电机由柴油机带动,其他能量损失不计其他能量损失不计,线圈转一线圈转一周周,柴油机做多少功柴油机做多少功?图图9 9第21页，此课件共23页哦(5)(5)从图示位置开始从图示位置开始,线圈转过线圈转过6060的过程中通过的过程中通过R R的电荷量是的电荷量是多少多少?解析解析 (1)(1)电流方向

20、如右图所示电流方向如右图所示(2)(2)根据根据E E=BLBLv v,得得E Em m=NBNBS S=NBNBL L2 2(3)(3)线圈平面与磁感线成线圈平面与磁感线成6060角时的角时的瞬时感应电动势瞬时感应电动势=E Em mcos 60=cos 60=(4)(4)电动势的有效值电动势的有效值E E=电流的有效值电流的有效值I I=柴油机的功转化为电能柴油机的功转化为电能,转一周的功转一周的功第22页，此课件共23页哦WW=EIT EIT=T T=(5)(5)I I平均平均=电荷量电荷量Q Q=I I平均平均t t=答案答案 (1)(1)见解析图见解析图 (2)(2)NBNBL L2 2 (3)(3)(4)(5)(4)(5)返回返回 第23页，此课件共23页哦