2018版高中物理 第3章 交變電流 習(xí)題課 交變電流的產(chǎn)生及描述課件 魯科版選修3-2.ppt

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1、第3章——,交變電流,第3講習(xí)題課交變電流的產(chǎn)生及描述,目標(biāo)定位,1.進(jìn)一步熟悉交變電流的產(chǎn)生過程，能夠求解交變電流的瞬時(shí)值.2.進(jìn)一步理解交變電流圖象的物理意義.3.知道交變電流“四值”的區(qū)別，應(yīng)用“四值”求解相關(guān)問題.,1.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)產(chǎn)生正弦式交變電流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝(從中性面開始計(jì)時(shí)).2.交變電流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝，即最大值由線圈匝數(shù)n、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω及線圈面積S決定，與線圈的形狀、轉(zhuǎn)軸的位置(填“有關(guān)”或“無關(guān)”).,Emsinωt,nBSω,無關(guān),有效值,一、交變電流的瞬時(shí)值及圖象問題,1.求解感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值(1)

2、確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)從哪個(gè)位置開始；(2)確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω(以rad/s作單位)；(3)確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式.,3,例1一個(gè)匝數(shù)N＝100匝的平面線圈所包圍的面積S＝0.02m2，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸以角速度ω＝100πrad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在線圈中產(chǎn)生交流電，若自線圈通過中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，那么選項(xiàng)中能夠反映線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象是(),二、平均值及電荷量的求解,例2發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是匝數(shù)為100匝、邊長為20cm的正方形線圈，將它置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.05T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸以ω＝100πrad/s的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈平面跟磁場(chǎng)方向

3、垂直時(shí)開始計(jì)時(shí).線圈和外電路的總電阻R＝10Ω.(1)寫出交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式；,解析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為Em＝nBSω＝1000.050.20.2100πV＝20πV，,答案i＝2πsin(100πt)A,,答案110－2C,三、有效值的計(jì)算對(duì)于交變電流有效值的計(jì)算一般有以下兩種情況：1.對(duì)于按正(余)弦規(guī)律變化的電流，可先根據(jù)Em＝nBSω求出其最大值，然后根據(jù)E＝求出其有效值.有關(guān)電功、電功率的計(jì)算，各種交流儀表讀數(shù)都要用有效值.2.當(dāng)電流按非正(余)弦規(guī)律變化時(shí)，必須根據(jù)有效值的定義求解，在計(jì)算有效值時(shí)要注意三同：相同電阻、相同時(shí)間(一般要取一個(gè)周期)、產(chǎn)生相等熱量.,例3圖1中兩交變電

4、流分別通過相同電阻R.,例4如圖2所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電阻為R、半徑為L、圓心角為45的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(O軸位于磁場(chǎng)邊界).則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為(),圖2,答案D,四、交變電流的“四值”的綜合應(yīng)用最大值、有效值、瞬時(shí)值、平均值，在不同情況下的使用：1.在研究電容器的耐壓值時(shí)，只能用最大值.2.在研究交變電流做功、電功率及產(chǎn)生的熱量時(shí)，只能用有效值W＝EIt，Q＝I2Rt；交流電表指示的也是有效值.3.在研究交變電流通過導(dǎo)體橫截面的電荷量時(shí)，只能用平均值.4.在研究某一時(shí)刻線圈受到的安培力時(shí)，只能用瞬時(shí)值.,例5如圖

5、3所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)內(nèi)阻r＝3Ω、面積S＝0.02m2的半圓形導(dǎo)線框可繞OO′軸旋轉(zhuǎn).已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T.若線框以ω＝100πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且通過電刷給“6V，12W”的小燈泡供電，則：,圖3,(1)若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，求線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；,(2)從圖示位置開始，線框轉(zhuǎn)過90的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量是多少？該電荷量與線框轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢是否有關(guān)？,(3)由題目所給已知條件，外電路所接小燈泡能否正常發(fā)光？如不能，則小燈泡的實(shí)際功率為多大？,圖象信息分析1.某正弦式交流電的電流i隨時(shí)間t變化的圖象如圖4所示.由圖可知()A.電流的最大值為10AB.電流的有效值為10AC.該交流電的周期為0.03sD.該交流電的頻率為0.02Hz,圖4,答案B,有效值的理解和計(jì)算2.如圖5所示，一正弦交流電通過一電子元件后的波形圖，則下列說法正確的是()A.這也是一種交流電B.電流的變化周期是0.01sC.電流的有效值是1AD.電流通過100Ω的電阻時(shí)，1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為200J,圖5,答案C,解析因電流方向不變故不是交流電，A錯(cuò)；其周期為0.02s，B錯(cuò)；由Q＝I2Rt可知Q＝11001J＝100J，D錯(cuò).,交變電流“四值”的應(yīng)用,答案BD,