第1課時交流電的產(chǎn)生和描述

1、第1課時 交流電的產(chǎn)生和描述活動一：（一）交流電大小和方向都隨時間作周期性變化的電流，叫做交變電流。 其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式電流，正弦式電流產(chǎn)生于在勻強電場中，繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動的線圈里，線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次。（二）正弦交流電的變化規(guī)律 線框在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動1當(dāng)從圖122即中性面位置開始在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間而變的函數(shù)是正弦函數(shù)： 即 e=msint， iImsintt是從該位置經(jīng)t時間線框轉(zhuǎn)過的角度；t也是線速度V與磁感應(yīng)強度B的夾角；。是線框面與中性面的夾角2當(dāng)從圖位置開始計時： 則：e=mcost， iImcos

2、tt是線框在時間t轉(zhuǎn)過的角度；是線框與磁感應(yīng)強度B的夾角；此時V、B間夾角為（/2一t）3對于單匝矩形線圈來說Em=2Blv=BS； 對于n匝面積為S的線圈來說Em=nBS。對于總電阻為R的閉合電路來說Im=1.如圖a所示，一矩形線圈abcd放置在勻 強磁場 中，并繞過ab、cd中點的軸OO以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動。若以線圈平面與磁場夾角時（如圖b）為計時起點，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時電流方向為正。則下列四幅圖中正確的是2、某線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的電動勢變化規(guī)律為e=sint，保持其它條件不變，使該線圈的轉(zhuǎn)速和匝數(shù)同時增加一倍，則此時所產(chǎn)生的電動勢的瞬時表達(dá)式將變?yōu)橄率龅模海?）A、e=2

3、msin2t B、e=2msint C、e=4msin2t D、e=4msint活動二：幾個物理量1中性面：如圖所示的位置為中性面，對它進(jìn)行以下說明： （1）此位置過線框的磁通量最多 （2）此位置磁通量的變化率為零所以 e=msint=0， iImsint=0 （3）此位置是電流方向發(fā)生變化的位置，具體對應(yīng)圖中的t2，t4時刻，因而交流電完成一次全變化中線框兩次過中性面，電流的方向改變兩次，頻率為50Hz的交流電每秒方向改變100次2交流電的最大值： mBS 當(dāng)為N匝時mNBS （1）是勻速轉(zhuǎn)動的角速度，其單位一定為弧度秒，nad/s （2）最大值對應(yīng)的位置與中性面垂直，即線框面與磁感應(yīng)強度B

4、在同一直線上 （3）最大值對應(yīng)圖中的t1、t2時刻，每周中出現(xiàn)兩次3瞬時值e=msint， iImsint代入時間即可求出不過寫瞬時值時，不要忘記寫單位，如m=220V，=100，則e=220sin100tV，不可忘記寫伏，電流同樣如此4有效值：為了度量交流電做功情況人們引入有效值，它是根據(jù)電流的熱效應(yīng)而定的就是分別用交流電，直流電通過相同阻值的電阻，在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同，則直流電的值為交流電的有效值 （1）有效值跟最大值的關(guān)系m=U有效，Im=I有效 （2）伏特表與安培表讀數(shù)為有效值 （3）用電器銘牌上標(biāo)明的電壓、電流值是指有效值5周期與頻率：交流電完成一次全變化的時間為周期；每秒鐘完

5、成全變化的次數(shù)叫交流電的頻率單位1/秒為赫茲（Hz）3. 交流發(fā)電機的轉(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°時交流電壓的即時值為V。 4.如圖所示，（甲）和（乙）所示的電流最大值相等的方波交流電流和正弦交流電流，則這兩個電熱器的電功率之比PaPb= 5、正弦交流電壓的峰值為10V，周期為0.2S，將此電壓接在10的電阻上，在0.05s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量（ ） A、可能為零 B、一定為0 .25J C、不可能大于0.25J D、可能小于是0.25J6.如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中，線框面積為S

6、，電阻為R。線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，線框中感應(yīng)電流的有效值I= 。線框從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q= ?；顒尤航涣麟姷漠a(chǎn)生及“四值”的計算7.如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=05T，邊長L=10cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r1，線圈繞垂直與磁感線的對稱軸OO/勻速轉(zhuǎn)動，角速度為2rads，外電路電阻R4，求： （1）轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值 （2）由圖示位置（線圈平面與磁感線平行）轉(zhuǎn)過600時的即時感應(yīng)電動勢 （3）由圖示位置轉(zhuǎn)過600角時的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢 （4）交流電電表的示數(shù) （5）轉(zhuǎn)動一周外力做的功 （6

7、）周期內(nèi)通過R的電量為多少？如圖表示一交流隨時間變化的圖像，求此交流的有效值。2-4t/si/A21340 如圖所示，在勻強磁場中有一個“ ”形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動，已知勻強磁場的磁感強度B=T，線框的CD邊長為20cm、CE、DF長均為10cm，轉(zhuǎn)速為50r/s，若從圖示位置開始計時（1）寫出線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式。（2）若線框電阻r=3,再將AB兩端接“6V，12W”燈泡，小燈泡能否正常發(fā)光？若不能，小燈泡實際功率多大？2小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動。產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示，此線圈與一個R10的電阻構(gòu)成閉合電路，不計電路的其他電阻，下列說法正確的是A交變電流的周期為0.125B交變電流的頻率為8HzC交變電流的有效值為AD交變電流的最大值為4A 7.內(nèi)阻不計的交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢E=10sin50t (V)，接有負(fù)載電阻R=10,現(xiàn)把發(fā)電機的轉(zhuǎn)速提高一倍，則A 負(fù)載兩端電壓的有效值將變?yōu)?8.2VB 交流電的頻率將變?yōu)?00HzC 負(fù)載消耗的功率將變?yōu)?0wD 負(fù)載消耗的功率將變?yōu)?0w【例7】.交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子有n匝線圈，