物理第十章 交变电流 传感器 第29讲 交变电流的产生及其变化规律.ppt

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1、交变电流传感器第第 十十 章章第第2929讲交变电流的产生及其变化规律讲交变电流的产生及其变化规律考纲要求考情分析命题趋势1.正弦交变电流的产生和变化规律2.交变电流四值的比较和应用3.非正弦交变电流有效值的计算2016全国卷，212015四川卷，42014天津卷，72013福建卷，152012广东卷，19 2012北京卷，152012安徽卷，23本部分内容常以选择题形式考查交变电流的产生及其变化规律，以及交流电有效值的计算，难度不大.栏目导航板板 块块 一一板板 块块 二二板板 块块 三三板板 块块 四四1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

2、、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，如图甲所示考点交变电流的产生及有效值大小大小 方向方向 正弦式正弦式(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、乙所示垂直于磁垂直于磁场 一次周期性一次周期性 次数次数(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角速度角速度 nBS Umsi

3、n t Imsin t (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)(交流电的产生及变化规律)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()AC3(交变电流的瞬时值表达式)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

4、机与一个标有“6 V6 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)D1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

5、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()CA电阻R上的电功率为20 WBt0.02 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 VD通过R的电流i随时间t变化的规律是i14.1cos 50t A1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

6、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”：即“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AD A电流表的示数为10 AB线圈转动的角速度为50 rad/sCt0.01 s时，线圈平面与磁场方向平行Dt0.02 s时，电阻R中电流的方向自右向左B B D 例1(2016青海西宁检测6分)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

7、/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 WbD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，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，B正确；感应电动势的最大值为314 V，由EmNm可得m0.01 Wb，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D正确答案 BCD1(多选)(2017安徽合肥模拟)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()CDB 课时达标