描述交变电流的物理量.

线圈平面与磁感线垂直的位置（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零（3）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次（2）线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的电动势为最大。中性面电动势按正弦规律变化tEemsintIimsintUumsin交变电流的变化规律(从中性面开始计时)(从垂直于中性面位置开始计时)cosmeEtet0Em-Emt0Im-ImiT/42T/43T/4TΦmΦ交流电的图像例2.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间（）A.线圈平面与磁感线平行B.通过线圈的磁通量最大C.线圈中的感应电动势最大D.线圈中感应电动势的方向突变BD例3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图，则在时刻（）A.t1，t3线圈通过中性面B.t2，t4线圈中磁通量最大C.t1，t3线圈中磁通量变化率最大D.t2，t4线圈平面与中性面垂直AD例4.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=2T,匝数n=20的矩形线圈ABCD绕中心轴OO′匀速转动,角速度ω=200rad/s。已知AB=0.2m,BC=0.1m,线圈的总电阻R=40Ω,试求：⑴感应电动势的最大值，感应电流的最大值；⑵设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；⑶当ωt=30°时，线圈中的电流的瞬时值是多大？⑷线圈从图示位置转过的过程中，感应电动势的平均值是多大？OO′5.一个矩形线框共有10匝，它在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，从中性面开始绕中心轴以1200r/min的转速匀速转动．已知线框的转动半径为10cm，切割磁感线的边长为50cm，则该线框产生的感应电动势的最大值为_____V，当线框平面和中性面的夹角为______时，交变电动势的瞬时值是31.4V．交流电知识点复习1.交流电的特征：方向随时间周期性变化2.交流电的产生：d(c)a(b)vv甲a(b)vd(c)v乙d(c)vv丙a(b)d(c)va(b)v丁a(b)vv戊d(c)结论（1）：线圈处在中性面时，磁通量，磁通量变化率为，感应电动势为。线圈处在垂直中性面时，磁通量，磁通量变化率为，感应电动势为。d(c)a(b)vv甲a(b)vd(c)v乙d(c)vv丙a(b)d(c)va(b)v丁a(b)vv戊d(c)最大零零为零最大最大结论（2）：线圈每经过时，电流方向改变一次，转动一周，方向改变次。中性面两3.交流电的变化规律：电动势按正弦规律变化tEemsintIimsintUumsin(从中性面开始计时)(从垂直于中性面位置开始计时)cosmeEt1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过垂直中性面瞬间（）A.线圈平面与磁感线平行B.线圈平面与磁感线垂直C.通过线圈的磁通量最大D.线圈中的感应电动势最大作业讲评课堂检测AD2.交流发电机在工作时的电动势为e＝Emsinwt，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（）A.Emsinwt/2B.2Emsinwt/2C.Emsin2wtD.2Emsin2wt双基训练D3.如图所示,一矩形线圈，面积为100cm2，匝数为100，在场强为B=0.2的匀强磁场中绕着轴匀速转动，角速度为100πrad/s，试求解:⑴当线圈平面与磁场平行时,线圈中的感应电动势的大小;⑵当线圈从中性面开始,经过1/200s时间转到图示位置,线圈中的感应电动势的大小.4.如图所示，矩形线圈100匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场磁感应强度B=0.8T，绕轴OO＇从图示位置开始匀速转动，角速度ω=100πrad/s，试求：⑴穿过线圈的磁通量最大值φm=?线圈转到什么位置时取得此值？⑵线圈产生的感应电动势最大值Em=?线圈转到什么位置时取得此值？⑶写出感应电动势e随时间变化的表达式。5.2描述交变电流的物理量教学目标：1.理解交变电流的周期和频率；2.掌握交变电流的有效值的物理意义和应用；3.了解交变电流的相位和相位差。一、周期和频率----表征交流电变化的快慢。1.周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。2.频率：一秒内完成周期性变化的次数。3.关系：,1TffT222.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值和周期分别变为（）A．400V，0.02sB．200V，0.02sC．400V，0.08sD．200V，0.08s1.我国生产和生活用交流电的周期T=_____s，频率f=____Hz，角速度ω=_____rad/s，在1s内电流的方向变化____次。课堂练习0.0250100π100B预习自测1.一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为sin100πt(V)，下列说法中正确的是：()A.频率是50HzB..当t=0时，线圈平面与中性面重合C.当s时，e的值最大，为220VD.线圈转动的角速度为314rad/s2220e1001t2ABD二、峰值和瞬时值----表征交变电流的大小1.最大值（峰值）：Em,Um,ＩmSnBEm电容器接在交流电路中，就需要知道交变电压的最大值。2.瞬时值：e,u,itEemsin思考与讨论：如图的电流通过一个R=1Ω的电阻。它不是恒定电流。1.怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？2.如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大？222(110.2210.3)22.8QIRtJJ22.81.6711QIRtQIAARt（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：2mII2mUU2mEE3.有效值：E，U，I（1）定义：根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。(3)说明：①.以上关系式只适用于正弦交流电；②.交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值；③.交流电流表和电压表的读数是有效值；④.计算电流做功或热功率、热量均用有效值；⑤.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值；⑥.求通过某导体截面的电量一定要用电流的平均值；⑦.计算电容器的击穿电压用交变电流的峰值。4.平均值：Ent例1.表示交变电流随时间变化图象.如图所示，则交变电流有效值为()A.5AB.5AC.3.5AD.3.5A00.020.04t/Si/A242322222121122IRTIRTIRT22121()2III221(42)(32)52AB4.有一交变电源u=200sin10πt（v），该交变电源的周期是，接在该交变电源上的电压表读数是；如果将某电容器接在该交变电源上，为使电容器不被击穿，该电容器的最小耐压值为。预习自测：0.2s141v200V例2.交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4m，bc=ad=0.2m，共50匝，线圈电阻r=1Ω，线圈在B=0.2T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO′以r/s转速匀速转动，外接电阻9Ω，如图所示。求：⑴电压表读数；⑵电阻R上电功率。100（3）线框匀速转动一周，外力做功多少？（4）从此位置旋转60°时，感应电动势瞬时值为多大？（5）从此位置旋转30°过程中，流过电阻R上的电荷量为多少？例3.如图所示，在匀强磁场中有一个“冂”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B=T，线框的CD边长为20cm.CE、DF长均为10cm，转速为50r/s，若从图示位置开始计时，⑴写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；⑵若线框电阻r=3,再将AB两端接“6V，12W”灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能,小灯泡实际功率多大？3.相位（1）相位：（2）相位差：小结3、最大值（峰值）：EmUmＩm4、瞬时值：uie1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。2、频率：一秒内完成周期性变化的次数。Tf1fT225、有效值：EUI（1）定义：根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：2mEE注意：A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值C.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。B.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。例3.交流发电机模型的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。线圈共有n匝，边长ab=L1，bc=L2，线圈的内电阻为r，外电阻为R，磁感应强度是B，线圈转动的角速度是ω，如图所示。求：(1)转动过程中电流表的读数；(2)电阻R上电功率；(3)线圈转动一周，外力做了多少功？(4)线圈转过600角的过程中，通过R的电荷量是多少？(5)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过600角时的瞬时感应电动势；电压表的读数例3.如图所示矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。当线圈由图示位置转过一周的过程中求：（1）电流的有效值是多少（2）产生的热量是多少？（3）转过半周流过R的电量是多少一个电阻接在10v的直流电源上，它的发热功率是P，当电压为u=10sin10tV的交流电源上，它的发热功率是。