1、2.2 怎樣描述交變電流,線圈平面與磁感線垂直的位置,（1）線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，線圈中的電動勢為零,（3）線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次,（2）線圈經(jīng)過垂直中性面時，穿過線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，線圈中的電動勢為最大。,中性面,電動勢按正弦規(guī)律變化,交變電流的變化規(guī)律,(從中性面開始計時),(從垂直于中性面位置開始計時),e,t,0,Em,-Em,t,0,Im,-Im,i,T/4,2T/4,3T/4,T,m,交流電的圖像,例2.矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，在線圈平面經(jīng)過中性面瞬間（ ）

2、A.線圈平面與磁感線平行 B.通過線圈的磁通量最大 C.線圈中的感應電動勢最大 D.線圈中感應電動勢的方向突變,BD,例3.矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢e-t圖像如圖，則在時刻 （ ） A.t1，t3線圈通過中性面 B.t2，t4線圈中磁通量最大 C.t1，t3線圈中磁通量變化率最大 D.t2，t4線圈平面與中性面垂直,AD,例4.如圖所示,勻強磁場的磁感應強度B=2T,匝數(shù)n=20的矩形線圈ABCD繞中心軸OO勻速轉(zhuǎn)動,角速度=200 rad/s。已知AB=0.2m,BC=0.1 m,線圈的總電阻R=40,試求： 感應電動勢的最大值，感應電流的最大值； 設時間t=0時線圈平面與磁

3、感線垂直，寫出線圈中感應電動勢的瞬時值表達式； 當t=30時，線圈中的電流的瞬時值是多大？ 線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 的過程中，感應電動勢的平均值是多大？,交流電知識點復習,1.交流電的特征：,方向隨時間周期性變化,2.交流電的產(chǎn)生：,結(jié)論（1）：線圈處在中性面時，磁通量 ，磁通量變化率為 ，感應電動勢為 。 線圈處在垂直中性面時，磁通量 ，磁通量變化率為 ，感應電動勢為 。,最大,零,零,為零,最大,最大,結(jié)論（2）：線圈每經(jīng)過 時，電流方向改變一次，轉(zhuǎn)動一周，方向改變 次。,中性面,兩,3.交流電的變化規(guī)律：,電動勢按正弦規(guī)律變化,(從中性面開始計時),(從垂直于中性面位置開始計時),1.矩形線

4、圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，在線圈平面經(jīng)過垂直中性面瞬間（ ） A.線圈平面與磁感線平行 B.線圈平面與磁感線垂直 C.通過線圈的磁通量最大 D.線圈中的感應電動勢最大,作業(yè)講評,課堂檢測,AD,2.交流發(fā)電機在工作時的電動勢為eEmsinw t，若將其線框的轉(zhuǎn)速提高到原來的兩倍，其他條件不變，則其電動勢變?yōu)?（ ） A.Emsin w t/2 B.2Emsin w t/2 C.Emsin2w t D.2Emsin2w t,D,3.如圖所示,一矩形線圈，面積為100cm2，匝數(shù)為100，在場強為B=0.2的勻強磁場中繞著軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為100rad/s，試求解: 當線圈平面與磁場平行時,線圈中

5、的感應電動勢的大小; 當線圈從中性面開始,經(jīng)過1/200s時間轉(zhuǎn)到圖示位置,線圈中的感應電動勢的大小.,4.如圖所示，矩形線圈100匝，ab=30cm，ad=20cm，勻強磁場磁感應強度B=0.8T，繞軸OO從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動，角速度=100rad/s，試求： 穿過線圈的磁通量最大值m=? 線圈轉(zhuǎn)到什么位置時取得此值？ 線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大值Em=?線圈轉(zhuǎn)到什么位置時取得此值？ 寫出感應電動勢e隨時間變化的表達式。,一、周期和頻率-表征交流電變化的快慢。,1.周期（ T ）：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。 2.頻率（ f ） ：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。,3. 關(guān)系：,1.我

6、國生產(chǎn)和生活用交流電的周期T=_s，頻率f= _Hz，角速度= _rad/s，在1s內(nèi)電流的方向變化_次。,課堂練習,0.02,50,100,100,2.某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢與時間的關(guān)系，如圖所示，如果其它條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則電動勢的最大值和周期分別變?yōu)椋?） A400V，0.02s B200V，0.02s C400V，0.08s D200V，0.08s,1.我國生產(chǎn)和生活用交流電的周期T=_s，頻率f= _Hz，角速度= _rad/s，在1s內(nèi)電流的方向變化_次。,課堂練習,0.02,50,100,100,B,1.一個矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應電動勢按正弦規(guī)律變

7、化，其瞬時值的表達式為 sin(100t) V，下列說法中正確的是： ( ) A.頻率是50Hz B.當t=0時，線圈平面與中性面重合 C.當 s時，e的值最大，為220 V D.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為314rad/s,ABD,二、峰值和瞬時值-表征交變電流的大小,1.最大值（峰值）： Em , Um , m,電容器接在交流電路中，就需要知道交變電壓的最大值。,2.瞬時值： e, u, i,思考與討論：如圖的電流通過一個R=1的電阻。它不是恒定電流。 1.怎樣計算通電1s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量？ 2.如果有一個大小、方向都不變的恒定電流通過這個電阻R，也能在1s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱，這個電流是多大？,（2

8、）正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：,3.有效值：E，U，I,（1）定義：根據(jù)電流的熱效應來規(guī)定，讓交流電和直流通過相同阻值的電阻，如果他們在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。,(3)說明： .以上關(guān)系式只適用于正弦交流電； .交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值； .交流電流表和電壓表的讀數(shù)是有效值； .計算電流做功或熱功率、熱量均用有效值； .對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值； .計算電容器的擊穿電壓用交變電流的峰值； .求通過某導體截面的電量一定要用電流的平均值.,4.平均值：,例1. 表示交變電流隨時間變化圖象.如圖所示，則交變電流有效值為

9、( ) A.5 A B.5 A C.3.5 A D.3.5 A,0,0.02,0.04,t/S,i/A,B,練習2：如圖表示一交流隨時間變化的圖像，求此交流的有效值。,4.有一交變電源u=200sin（ 10t ）v，該交變電源的周期是 ，接在該交變電源上的電壓表讀數(shù)是 ；如果將某電容器接在該交變電源上，為使電容器不被擊穿，該電容器的最小耐壓值為 。,0.2s,141v,200V,例2.某交流電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示，則此交流電的頻率是_Hz。若將該電壓加在10uF的電容器上，則電容器的耐壓值不應小于_V；接在該交變電源上的電壓表讀數(shù)是 ；若將該電壓加在一阻值為100的純電阻用電器上，用電

10、器恰能正常工作，為避免意外事故的發(fā)生，該電路中保險絲的額定電流不能低于_A。,200,200,2,0.25,200,u/v,t/s,141v,例2.交流發(fā)電機矩形線圈邊長ab=cd=0.4 m，bc=ad=0.2 m，共50匝，線圈電阻r=1 ，線圈在B=0.2T的勻強磁場中，繞垂直磁場方向的軸OO 以 r/s轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，外接電阻9，如圖所示。求： 電壓表讀數(shù)； 電阻R上電功率。,（3）線框勻速轉(zhuǎn)動一周，外力做功多少？,（4）從此位置旋轉(zhuǎn)60時，感應電動勢瞬時值為多大？,（5）從此位置旋轉(zhuǎn)30過程中，流過電阻R上的電荷量為多少？,例3.如圖表示一交流的電流隨時間變化的圖像,求該電流的有效值。

11、,例4.圖中兩交變電流通過相同的電阻R。求：（1）分別寫出它們的有效值、周期和頻率。（2）計算它們在R上產(chǎn)生的功率之比。,（2）P甲:P乙I12R:I22R（I1I2）21:2,練習3:一個電阻接在10V的直流電源上，它的發(fā)熱功率是P，當接到電壓為u=10sintV的交流電源上，它的發(fā)熱功率 （ ） A0.25P B0.5P CP D2P,B,例4.如圖所示，線圈的面積是0.05，共有100匝；線圈電阻為1，外接電阻R9，勻強磁場的磁感應強度為B1T，當線圈以300r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時，求：,(1)若從線圈處于中性面開始計時，寫出線 圈中感應電動勢的瞬時表達式；,(2)線圈轉(zhuǎn)過130s時

12、電動勢的瞬時值多大；,(4）電路中電壓表和電流表示數(shù) 各是多,(3) 從此位置旋轉(zhuǎn)60時，感應電動勢瞬時值為多大？,e=,例4.如圖所示，線圈的面積是0.05，共有100匝；線圈電阻為1，外接電阻R9，勻強磁場的磁感應強度為B1T，當線圈以300r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時，求：,(5)電阻R上電功率。,(6)線圈每轉(zhuǎn)過一周，外力所做的功。,(8）在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q.,(7)從此位置旋轉(zhuǎn)30過程中，流過電阻R上的電荷量為多少？,2.5 J,在此過程中電阻R上的焦耳熱為一個周期內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱的14，,例5.如圖所示，矩形線圈的匝數(shù)為n，線圈面積為S，線圈內(nèi)阻為r

13、，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R。在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，求：,(1)通過電阻R的電量q；,(2) 電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q,在此過程中電阻R上的焦耳熱為一個周期內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱的14，,練習4：邊長為a的單匝正方形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，以OO為軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為，轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，線圈電阻為R，求：,(1)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過T4的過程中產(chǎn)生的熱量Q,(2)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過T4的 過程中通過線圈某截面的電 量q,小結(jié),3、最大值（峰值）： Em Um m,4、瞬時值： u i e,1、周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。,2、

14、頻率：一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。,5、有效值： E U I,（1）定義：,根據(jù)電流的熱效應來規(guī)定，讓交流電和直流通過相同阻值的電阻，如果他們在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。,（2）正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系：,注意：A.對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值,C.求通過某導體截面的電量一定要用平均值。,B.在求交流電的功、功率或電熱時必須用交流電的有效值。,例3. 交流發(fā)電機模型的矩形線圈abcd在勻強磁場中繞與磁場垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動。線圈共有n匝，邊長ab=L1，bc=L2，線圈的內(nèi)電阻為r，外電阻為R，磁感應強度是B，線圈轉(zhuǎn)動的角速度是，如圖所示。求： (1)轉(zhuǎn)動過程中電流表的讀數(shù)； (2) 電阻R上電功率； (3) 線圈轉(zhuǎn)動一周，外力做了多少功？,(4)線圈轉(zhuǎn)過600角的過程中，通過R的電荷量是多少？,(5)