1、交變電流,當(dāng)閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁感線的軸線做勻速轉(zhuǎn)動時，閉合線圈中就有交流電產(chǎn)生試導(dǎo)出瞬時電動勢 e 的表達(dá)式。,一、正弦式電流的產(chǎn)生和規(guī)律,養(yǎng)成良好習(xí)慣： (1)、建模，對物理量作必要說明 (2)、利用已知規(guī)律推導(dǎo) (3)、對結(jié)果進(jìn)行說明,如何規(guī)范地推導(dǎo)物理規(guī)律？,1.正弦式電流的產(chǎn)生,中性面開始計時： e=Em sint NBS sin2ft 電動勢隨時間按正弦規(guī)律變化。,垂直于中性面開始計時： e=Em cost,（Em 意義？由什么決定？公式）,Em=NBS,2.中性面,應(yīng)注意： 中性面在垂直于磁場位置 線圈通過中性面時，穿過線圈的磁通量最大 線圈平面通過中性面時感應(yīng)電

2、動勢為零 線圈平面每轉(zhuǎn)過中性面時，線圈中感應(yīng)電流方向改變一次，轉(zhuǎn)動一周線圈兩次通過中性面，故一周里線圈中電流方向改變兩次,3.圖象表示：,4.交流發(fā)電機(jī): （1）發(fā)電機(jī)的基本組成： 用來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的線圈（叫電樞） 用來產(chǎn)生磁場的磁極 （2）發(fā)電機(jī)的基本種類 旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī) 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子，不動的部分叫定子,一些其它交變電流,交變電流的特點：方向隨時間變化,2、描述交變電流的大?。?最大值：Em、Im、Um 瞬時值：e、i、u 有效值: E、I、U,1、描述交變電流變化快慢：T、 f、 n、,二、交變電流的描述,物理量都有約定的表示法，千萬不要混用！,1、瞬時值：它是反

3、映不同時刻交變電流的大小和方向，正弦式電流瞬時值表達(dá)式為正弦函數(shù)時,應(yīng)當(dāng)注意必須從中性面開始。 e=NBS sint,【例1】有一正弦式電流電源，電壓有效值U=120V，頻率為f=50Hz向一霓虹燈供電，若霓虹燈的激發(fā)電壓和熄滅電壓均為U0=60 V，試估算在一個小時內(nèi)，霓虹燈發(fā)光時間有多長？為什么人眼不能感到這種忽明忽暗的現(xiàn)象？(練一練：8）,思考：氖管是否發(fā)光取決于瞬時值。 保險絲是否熔斷取決于瞬時值還是有效值？電容器是否擊穿看什么？,輝光電壓,2、最大值：也叫峰值，它是瞬時值的最大者，它反映的是交流電大小的變化范圍，當(dāng)線圈平面跟磁感線平行時，交流電動勢最大，（轉(zhuǎn)軸垂直于磁感線）。電容器接

4、在交流電路中，則交變電壓的最大值不能超過電容器的耐壓值。,【例2】把一電容器C接在220V的交流電路中，為了保證電容不被擊穿，電容器C的耐壓值是多少？,變化:若有一電解電容器耐壓為314V,能否接在220V的交變電流中.,3、有效值：交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：讓交流和直流通過相同阻值的電阻，如果它們在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流的數(shù)值叫做這一交流的有效值。,圖象1為10A的直流電，圖象2表示最大值為20A的交流電，讓它們通過相同的電阻R，在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等嗎？,（1）：為什么要引入“有效值” ?如何定義有效值？,（2）：我國照明電路電壓Um 、 U 、 u

5、 、 T 、 f、 n？,對于非正弦電流的有效值以上關(guān)系不成立，應(yīng)根據(jù)定義來求。 1、通常所說交流電壓、電流是用電壓表、電流表測得的，都是指有效值.2、用電器銘牌上所標(biāo)電壓、電流值也是指有效值.3、在計算交流電通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量、熱功以及確定保險絲的熔斷電流時，只能用有效值。4、題目中沒有特殊說明的也為有效值 練習(xí)：測一測 12,正弦交流電的有效值跟最大值之間的關(guān)系是：,3、平均值：它是指交流電圖象中圖線與橫軸所圍成的面積值跟時間的比值.其量值可用法拉第電磁感應(yīng)定律,【例4】如圖所示，兩平行導(dǎo)軌與水平面間的傾角為，電阻不計，間距L0.3m，長度足夠長，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B1T，方向垂直于導(dǎo)軌平面

6、向上的勻強(qiáng)磁場中.導(dǎo)軌兩端各接一個阻值為R02電阻，另一橫跨在導(dǎo)軌間的金屬棒質(zhì)量m1kg，電阻r1棒與導(dǎo)軌間的滑動摩擦因數(shù)0.5，當(dāng)金屬棒以平行于導(dǎo)軌的向上初速度010m/s上滑，直至上升到最高點過程中，通過上端電阻電量0.1C（g取10m/s2），求上端電阻R0產(chǎn)生的焦耳熱？,【例5】交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由BS的位置開始勻速轉(zhuǎn)動，與它并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為14.1V，那么當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過30時交流電壓的瞬時值為V。,【例6】 通過某電阻的周期性交變電流的圖象如右。求該交流電的有效值I。,【例7】 交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有n匝線圈，每匝線圈所圍面積為S，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，勻速轉(zhuǎn)動的角速度為，線圈內(nèi)電阻為r

7、，外電路電阻為R。當(dāng)線圈由圖中實線位置勻速轉(zhuǎn)動90到達(dá)虛線位置過程中，求： (1)從如圖所示位置開始記時電動勢的瞬時值表達(dá)式 (2)電流表和電壓表的讀數(shù) (3)通過R的電荷量q為多少 (4)R上產(chǎn)生電熱QR為多少？ (5)外力做的功W為多少？,例8 左圖所示是某種型號的電熱毯的電路圖，電熱毯接在交變電源上，通過裝置P使加在電熱絲上的電壓的波形如右圖所示。此時接在電熱絲兩端的交流電壓表的讀數(shù)為 A.110V B.156V C.220V D.311V,“等效法”是一種物理學(xué)重要的思維方法，交流電的“有效值”就是等效為相應(yīng)的直流電。,練習(xí)1：阻值為R的電阻接在電動勢E=10V，內(nèi)電阻r=R的直流電源

8、兩端，此時電阻R上的電功率為P。 A、若將電阻接在直流電源上，電阻兩端電壓為10V，則其功率為2P。 B、若將電阻接在直流電源上，電阻兩端電壓為20V，則其功率為16P。 C、若將電阻接在正弦交流電源上，電阻兩端電壓最大值為10V，則其功率為2P。 D、若將電阻接在正弦交流電源上，電阻兩端電壓電大值為20V，則其功率為4P,練習(xí)3：如圖所示，共n匝、阻值為r、邊長為L的正方形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈軸線OO與磁場邊界重合。線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度為。開始計時的時刻，線圈平面與磁場方向垂直，規(guī)定電流方向沿abcd為正方向。則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時間變化的圖像應(yīng)是圖（乙）中的,練習(xí)2：一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁力線的軸勻速轉(zhuǎn)動，若圖所示為穿過線圈的磁通量隨時間的變化圖線，則下面說法正確的是： At=0時，線圈平面與中性面垂直 Bt=0.01s時刻，磁通量的變化率最大 Ct=0.02s時刻，線圈產(chǎn)生的電動勢達(dá)到最大 Dt=0.03s時刻，線圈產(chǎn)生的電動勢為零,4.