交流電第一節(jié)講解課件

交流電第一節(jié)講解課件1交流電第一節(jié)講解課件2交流電第一節(jié)講解課件3NS交流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)磁極電樞NS交流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)磁極電樞4線圈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)角速度：w

線速度：V初始位置：中性面任一時(shí)間t線圈平面轉(zhuǎn)過(guò)角度：wtNS

中性面

V//B

最大

=0認(rèn)識(shí)中性面：線圈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：NS中性面認(rèn)識(shí)中性面：5abSNCdabSNCd6V2VV1wtwtabSNCd如圖：ab=L1，cd=L2，以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化？wV2VV1wtwtabSNCd如圖：ab=L1，cd=L2，7NSSNeto+NSSNeto+8NSSNeto+NSSNeto+9NSSNeto+NSSNeto+10NSSNeto+NSSNeto+11SSNeto+SSNeto+12NSSNeto+NSSNeto+13NSSNeto+NSSNeto+14NSSNeto+NSSNeto+15NSSNeto+NSSNeto+16NSSNeto+NSSNeto+17NSSNeto+NSSNeto+18NSSNeto+NSSNeto+19NSSNeto+NSSNeto+20思考：1、一周幾次經(jīng)過(guò)中性面？2、中性面上電流、電動(dòng)勢(shì)、磁通量、磁通量的變化各有什么特點(diǎn)？3、在何處電流、電動(dòng)勢(shì)方向發(fā)生變化？一周發(fā)生幾次變化？思考：21一、電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值從中性面：垂直中性面：最大值：1、2、擴(kuò)展3、圖像求解：Um0

0.02

0.04u/vt/st/s10u/v一、電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值從中性面：垂直中性面：最大值：1、2、擴(kuò)展322考點(diǎn)分析題型一：交變電流的產(chǎn)生和規(guī)律當(dāng)閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，閉合線圈中就有交流電產(chǎn)生常見形式：轉(zhuǎn)動(dòng)切割；平動(dòng)切割；磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化考點(diǎn)分析題型一：交變電流的產(chǎn)生和規(guī)律當(dāng)閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)23練習(xí)1、一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知A．該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝100sin(25t)VB．該交流電的頻率為25HzC．該交流電的電壓的有效值為100VD．若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率時(shí)50W練習(xí)1、一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知24練習(xí)2練習(xí)225練習(xí)3練習(xí)326二、有效值：電流熱效應(yīng)的等效僅對(duì)正弦交流電：常見有效值：（1）”220V、380V”交流電（2）用電器標(biāo)示（額定電壓、電流）（3）交流電流（壓）表讀數(shù)（4）功率、熱量（5）保險(xiǎn)絲熔斷電流最大值：電容耐壓值（擊穿電壓）平均值：求電量瞬時(shí)值：受力分析二、有效值：電流熱效應(yīng)的等效僅對(duì)正弦交流電：常見有效值：（127[例2]通過(guò)某電阻的周期性交變電流的圖象如下圖。求該交流電的有效值I?？键c(diǎn)二.有效值的計(jì)算解析：由電流熱效應(yīng)：選一周期進(jìn)行計(jì)算[例2]通過(guò)某電阻的周期性交變電流的圖象如下圖。求該交流電28練習(xí)4．左圖所示是某種型號(hào)的電熱毯的電路圖，電熱毯接在交變電源上，通過(guò)裝置P使加在電熱絲上的電壓的波形如右圖所示。此時(shí)接在電熱絲兩端的交流電壓表的讀數(shù)為A.110VB.156VC.220VD.311VB練習(xí)4．左圖所示是某種型號(hào)的電熱毯的電路圖，電熱毯接在交變電29三、平均值：俯視圖：中性面：垂直中性面：轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間：四、求電量：五、做功問(wèn)題：（勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90度做的功？）能量守恒：三、平均值：俯視圖：中性面：垂直中性面：轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間：四、求電量30例：勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，有一N匝邊長(zhǎng)L的正方形線框，電阻為r，從中性面以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。外接電阻R，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)，求：（1）感應(yīng)電流的方向？（2）電動(dòng)勢(shì)最大值？（3）電動(dòng)勢(shì)的順時(shí)表達(dá)式？在60°時(shí)電動(dòng)勢(shì)大小？（4）轉(zhuǎn)過(guò)60°過(guò)程中平均電動(dòng)勢(shì)多少？（5）電壓表、電流表的讀數(shù)？（6）轉(zhuǎn)過(guò)60°中通過(guò)電阻R的電量多少？（7）轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)過(guò)程中電機(jī)內(nèi)部消耗的功率是多少？（8）勻速轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)，外力做的功是多少？（9）如果從垂直中性面開始計(jì)時(shí)呢？（如果以轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動(dòng)呢？）例：勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，有一N匝邊長(zhǎng)L的正方形線框，電阻為r，從中31六、感抗、容抗：1、感抗：“通直流，阻交流；通低頻、阻高頻”2、容抗：“通交流、隔直流；通高頻、阻低頻”六、感抗、容抗：1、感抗：“通直流，阻交流；通低頻、阻高頻32鞏固訓(xùn)練1．一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e=10sin4πtV則（）A．該交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為2HzB．零時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直C．t=0.25s時(shí)，e達(dá)到最大值D．在1s時(shí)間內(nèi)，線圈中電流方向改變100次2．下列關(guān)于交變電流的說(shuō)法正確的是（）A．交變電流的大小和方向都一定隨時(shí)間變化B．交變電流的有效值就是平均值C．線圈平面跟磁場(chǎng)垂直時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零D．線圈平面跟磁場(chǎng)平行時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零CAB鞏固訓(xùn)練1．一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電動(dòng)33練習(xí)2．處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向平行于紙面并與ab垂直。在t=0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合（如圖），線圈的cd邊離開紙面向外運(yùn)動(dòng)。若規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線是（）C練習(xí)2．處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞a343．一個(gè)矩形線圈的匝數(shù)為N匝，線圈面積為S，在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以ω的角速度繞垂直磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)平行。對(duì)于它產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)，下列判斷正確的是（）A．瞬時(shí)表達(dá)式為e=NBSωsinωtB．有效值為NBSωC．平均值為NBSωD．頻率為2πωB3．一個(gè)矩形線圈的匝數(shù)為N匝，線圈面積為S，在磁感強(qiáng)度為B354．將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長(zhǎng)為l，它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，導(dǎo)線在a、b兩處通過(guò)電刷與外電路連接，外電路接有額定功率為p的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計(jì)，燈泡的電阻應(yīng)為：B4．將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長(zhǎng)為l，它的磁感365．一矩形線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁感線的對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成如圖所示的交變電動(dòng)勢(shì)圖象，試根據(jù)圖象求出：（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；（2）電動(dòng)勢(shì)的有效值；（3）t=1.0×10?2s時(shí)，線圈平面和磁場(chǎng)方向的夾角。（1）105rad/s；（2）14.1V；（3）30°5．一矩形線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁感線的對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成如376．如圖所示，為一交流發(fā)電機(jī)和外接負(fù)載的示意圖，發(fā)電機(jī)電樞線圈為n匝的矩形線圈，邊長(zhǎng)=L1，=L2，繞OO′軸在磁感強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)（不計(jì)一切摩擦），線圈電阻為r，外電路負(fù)載電阻為R。試求：（1）電路中伏特表的示數(shù)；（2）線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，外力所做的功。6．如圖所示，為一交流發(fā)電機(jī)和外接負(fù)載的示意圖，發(fā)電機(jī)電樞線387．如圖所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸勻速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小的位置是（）.A.線圈平面與磁力線平行B.線圈平面與磁力線成45°角C.線圈平面與磁力線成60°角D.線圈平面與磁力線垂直D7．如圖所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸勻速旋轉(zhuǎn)39練習(xí)．如圖所示，一個(gè)被x軸與曲線方程（m）所圍的空間中存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T。正方形金屬線框的邊長(zhǎng)是L=0.40m，電阻是R=0.1Ω，它的一邊與x軸重合，在拉力F的作用下，以v=10m/s的速度水平向右勻速運(yùn)動(dòng)。試求：（1）拉力F的最大功率是多少？（2）拉力F要做多少功才能把線框拉過(guò)磁場(chǎng)區(qū)？（3）有位同學(xué)在老師的幫助下算出了曲線與x軸所圍的面積為0.12m2。請(qǐng)你再幫他算出線框右邊框通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中通過(guò)線框某一截面的電荷量。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）練習(xí)．如圖所示，一個(gè)被x軸與曲線方程（m）所圍的空間中存在著40解：（1）當(dāng)線框的一條豎直邊運(yùn)動(dòng)到x=0.15m處時(shí)，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。Em=BLv=0.2×0.2×10（V）=0.4V根據(jù)歐姆定律可得最大電流為：A所以拉力F的最大值為：Fm=BLIm=0.2×4×0.2（N）=0.16N拉力F最大功率為：Pm=Fmv=0.16×10（W=1.6W（2）把線框拉過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，因?yàn)橛行懈铋L(zhǎng)度是按正弦規(guī)律變化的，所以，線框中的電流也是按正弦規(guī)律變化的（有一段時(shí)間線框中沒(méi)有電流）。電動(dòng)勢(shì)的有效值是：V解：（1）當(dāng)線框的一條豎直邊運(yùn)動(dòng)到x=0.15m處時(shí)，線圈的41交流電第一節(jié)講解課件42交流電第一節(jié)講解課件43交流電第一節(jié)講解課件44NS交流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)磁極電樞NS交流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)磁極電樞45線圈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)角速度：w

線速度：V初始位置：中性面任一時(shí)間t線圈平面轉(zhuǎn)過(guò)角度：wtNS

中性面

V//B

最大

=0認(rèn)識(shí)中性面：線圈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：NS中性面認(rèn)識(shí)中性面：46abSNCdabSNCd47V2VV1wtwtabSNCd如圖：ab=L1，cd=L2，以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化？wV2VV1wtwtabSNCd如圖：ab=L1，cd=L2，48NSSNeto+NSSNeto+49NSSNeto+NSSNeto+50NSSNeto+NSSNeto+51NSSNeto+NSSNeto+52SSNeto+SSNeto+53NSSNeto+NSSNeto+54NSSNeto+NSSNeto+55NSSNeto+NSSNeto+56NSSNeto+NSSNeto+57NSSNeto+NSSNeto+58NSSNeto+NSSNeto+59NSSNeto+NSSNeto+60NSSNeto+NSSNeto+61思考：1、一周幾次經(jīng)過(guò)中性面？2、中性面上電流、電動(dòng)勢(shì)、磁通量、磁通量的變化各有什么特點(diǎn)？3、在何處電流、電動(dòng)勢(shì)方向發(fā)生變化？一周發(fā)生幾次變化？思考：62一、電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值從中性面：垂直中性面：最大值：1、2、擴(kuò)展3、圖像求解：Um0

0.02

0.04u/vt/st/s10u/v一、電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值從中性面：垂直中性面：最大值：1、2、擴(kuò)展363考點(diǎn)分析題型一：交變電流的產(chǎn)生和規(guī)律當(dāng)閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，閉合線圈中就有交流電產(chǎn)生常見形式：轉(zhuǎn)動(dòng)切割；平動(dòng)切割；磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化考點(diǎn)分析題型一：交變電流的產(chǎn)生和規(guī)律當(dāng)閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)64練習(xí)1、一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知A．該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝100sin(25t)VB．該交流電的頻率為25HzC．該交流電的電壓的有效值為100VD．若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率時(shí)50W練習(xí)1、一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知65練習(xí)2練習(xí)266練習(xí)3練習(xí)367二、有效值：電流熱效應(yīng)的等效僅對(duì)正弦交流電：常見有效值：（1）”220V、380V”交流電（2）用電器標(biāo)示（額定電壓、電流）（3）交流電流（壓）表讀數(shù)（4）功率、熱量（5）保險(xiǎn)絲熔斷電流最大值：電容耐壓值（擊穿電壓）平均值：求電量瞬時(shí)值：受力分析二、有效值：電流熱效應(yīng)的等效僅對(duì)正弦交流電：常見有效值：（168[例2]通過(guò)某電阻的周期性交變電流的圖象如下圖。求該交流電的有效值I。考點(diǎn)二.有效值的計(jì)算解析：由電流熱效應(yīng)：選一周期進(jìn)行計(jì)算[例2]通過(guò)某電阻的周期性交變電流的圖象如下圖。求該交流電69練習(xí)4．左圖所示是某種型號(hào)的電熱毯的電路圖，電熱毯接在交變電源上，通過(guò)裝置P使加在電熱絲上的電壓的波形如右圖所示。此時(shí)接在電熱絲兩端的交流電壓表的讀數(shù)為A.110VB.156VC.220VD.311VB練習(xí)4．左圖所示是某種型號(hào)的電熱毯的電路圖，電熱毯接在交變電70三、平均值：俯視圖：中性面：垂直中性面：轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間：四、求電量：五、做功問(wèn)題：（勻速轉(zhuǎn)動(dòng)90度做的功？）能量守恒：三、平均值：俯視圖：中性面：垂直中性面：轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間：四、求電量71例：勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，有一N匝邊長(zhǎng)L的正方形線框，電阻為r，從中性面以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。外接電阻R，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)，求：（1）感應(yīng)電流的方向？（2）電動(dòng)勢(shì)最大值？（3）電動(dòng)勢(shì)的順時(shí)表達(dá)式？在60°時(shí)電動(dòng)勢(shì)大小？（4）轉(zhuǎn)過(guò)60°過(guò)程中平均電動(dòng)勢(shì)多少？（5）電壓表、電流表的讀數(shù)？（6）轉(zhuǎn)過(guò)60°中通過(guò)電阻R的電量多少？（7）轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)過(guò)程中電機(jī)內(nèi)部消耗的功率是多少？（8）勻速轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)，外力做的功是多少？（9）如果從垂直中性面開始計(jì)時(shí)呢？（如果以轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動(dòng)呢？）例：勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，有一N匝邊長(zhǎng)L的正方形線框，電阻為r，從中72六、感抗、容抗：1、感抗：“通直流，阻交流；通低頻、阻高頻”2、容抗：“通交流、隔直流；通高頻、阻低頻”六、感抗、容抗：1、感抗：“通直流，阻交流；通低頻、阻高頻73鞏固訓(xùn)練1．一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e=10sin4πtV則（）A．該交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為2HzB．零時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直C．t=0.25s時(shí)，e達(dá)到最大值D．在1s時(shí)間內(nèi)，線圈中電流方向改變100次2．下列關(guān)于交變電流的說(shuō)法正確的是（）A．交變電流的大小和方向都一定隨時(shí)間變化B．交變電流的有效值就是平均值C．線圈平面跟磁場(chǎng)垂直時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零D．線圈平面跟磁場(chǎng)平行時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零CAB鞏固訓(xùn)練1．一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電動(dòng)74練習(xí)2．處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向平行于紙面并與ab垂直。在t=0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合（如圖），線圈的cd邊離開紙面向外運(yùn)動(dòng)。若規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線是（）C練習(xí)2．處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞a753．一個(gè)矩形線圈的匝數(shù)為N匝，線圈面積為S，在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以ω的角速度繞垂直磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，開始時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)平行。對(duì)于它產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)，下列判斷正確的是（）A．瞬時(shí)表達(dá)式為e=NBSωsinωtB．有效值為NBSωC．平均值為NBSωD．頻率為2πωB3．一個(gè)矩形線圈的匝數(shù)為N匝，線圈面積為S，在磁感強(qiáng)度為B764．將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長(zhǎng)為l，它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，導(dǎo)線在a、b兩處通過(guò)電刷與外電路連接，外電路接有額定功率為p的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計(jì)，燈泡的電阻應(yīng)為：B4．將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長(zhǎng)為l，它的磁感775．一矩形線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁感線的對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成如圖所示的交變電動(dòng)勢(shì)圖象，試根據(jù)圖象求出：（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；（2）電動(dòng)勢(shì)的有效值；（3）t=1.0×10?2s時(shí)，線圈平面和磁場(chǎng)方向的夾角。（1）105rad/s；（2）14.1V；（3）30°5．一矩形線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁感線的對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成如786．如圖所示，為一交流發(fā)電機(jī)和外接負(fù)載的示意圖，發(fā)電機(jī)電樞線圈為n匝的矩形線圈，邊長(zhǎng)=L1，=L2，繞OO′軸在磁感強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)（不計(jì)一切摩擦），線圈電阻為r，外電路負(fù)載電阻為R。試求：