3.1 交变电流的特点 课件 (4)

课件20张PPT。3.1.1 交变电流的特点知识点 1 正弦式交变电流的图象
1．正弦式交变电流的图象如图 2－2－1 所示：
图 2－2－1
要能从图象中确定峰值 Em、Im、Um，并且知道周期 T 与角速度ω间的公式 T＝2π
ω.2．正弦式交变电流的图象与线圈在磁场中转动过程的对应关系：图 2－2－2 要能从图 2－2－2 所示的线圈在磁场中转动过程与所产生
的正弦式交变电流的图象关系中熟练地掌握其中的规律，并且
能够解决相关的问题．
3．从中性面开始计时的交变电流的图象，如图 2－2－3 所示．图 2－2－35．正弦式交变电流在一个周期内的变化规律：(1)峰值出现的位置分别是：Em、Im、Um 出现在线圈与磁感线平行的位置，Φm 出现在中性面位置．零值出现的位置分别是：e＝0、i＝0、u＝0 出现在中性面位置，Φ＝0 出现在线圈与磁感线平行的位置． (2)在一个周期内 e、i、u、Φ的变化规律：e、i、u 的变化
是同步的；Φ的变化与 e、i、u 的变化间的关系是此消彼长的． 【例题】闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速
转动，线圈中产生的交变电流的瞬时值表达式为 i＝Imsin ωt.保
持其他条件不变，使线圈的匝数及转速都增加 1 倍，则电流的变化规律为()A．i＝2Imsin 2ωt
C．i＝2Imsin ωt B．i＝4Imsin 2ωt
D．i＝4Imsin ωt 解析：线圈的匝数及转速都增加1 倍，电动势Em＝NBSω
的最大值增加到4 倍，线圈的匝数增加1 倍，导线的电阻也增
加1 倍，故最大电流只增加到原来的2 倍，线圈中产生的交变
电流的瞬时值表达式为i＝2Imsin 2ωt.
答案：A【配对训练】
1．如图 2－2－4 所示，一矩形线圈 ab 边长为 L1，ad 边长
为 L2，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕 OO′轴以角速度ω
从图示位置开始匀速转动，则 t 时刻线圈中的感应电动势为()C图 2－2－4A．0.5BL1L2ωsin ωt
B．0.5BL1L2ωcos ωt
C．BL1L2ωsin ωt
D．BL1L2ωcos ωt题型1结合图象分析 【例题】某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如
图 2－2－5 所示，如果其他条件不变，仅使线圈的转速加倍，)图 2－2－5则交流电动势的最大值和周期变为(
A．400 V、0.02 s
B．200 V、0.02 s
C．400 V、0.08 s
D．200 V、0.08 s 答案：B【触类旁通】
1．(双选)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直
的转轴匀速转动，如图 2－2－6 甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()甲乙图 2－2－6A．t＝0.005 s 时线框的磁通量变化率为零
B．t＝0.01s 时线框平面与中性面重合C．线框产生的交变电动势的瞬时值为 e＝311sin 100πt
D．线框产生的交变电动势的频率为 100 Hz
答案：BC题型2函数表达式的应用 【例题】如图 2－2－7 所示，边长为 L 的正方形线圈 abcd
的匝数为 n，线圈电阻为 r，外电路的电阻为 R，ab 的中点和
cd 的中点的连线 OO′恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强
度为 B，现在线圈以 OO′为轴，以角速度ω匀速转动，求：图 2－2－7 (1)闭合电路中电流瞬时值的表达式．
(2)在线圈转过 90°的过程中通过 R
的电荷量．
(3)电阻 R 上的最大电压． 解析：(1)线圈转动时，总有一条边切割磁感线，且 ac 边和
bd 边转动的线速度大小相等，当线框平行于磁场时，产生的感
应电动势最大，为【触类旁通】
2．如图 2－2－8 所示，100 匝的线框 abcd 在图示磁场(匀
强磁场) 中匀速转动，角速度为ω ，其电动势的瞬时值为 e ＝
100cos 100πt V，那么：
(1)感应电动势的最大值为多少？
穿过线框的最大磁通量为多少？
(2)当从图示位置转过 60°角时
线圈中的感应电动势为多少？此时穿过线圈的磁通量的变化率为多少？图 2－2－8