第11章第1单元第1课时.pptVIP

第一单元　交变电流 第1课时　交流电的产生及描述 ;基础回顾;3．交流电的变化规律 (1)感应电动势瞬时值的表达式：如果线圈从中性面开始，在匀强磁场中以角速度ω绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生感应电动势的最大值为Em＝________，式中N为线圈匝数，S为线圈面积．则在时刻t，线圈中产生的感应电动势的瞬时值是e＝____________； 由于电流与电动势的同步性，若感应电流的最大值为Im，感应电流的瞬时值的表达式i＝__________________.;(2)线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变________． (3)交变电流的图象：交变电动势、电流、电压的图象都是________图象．;要点深化;可见，线圈产生的感应电动势和形成的感应电流都是按正弦规律变化的．电动势随时间变化的关系可表示为右图所示． 值得注意的是：以上反映线圈上感应电动势瞬时值的公式和图象都是当线圈平面恰通过中性面时开始计时作出的．线圈通过中性面的瞬时，线圈导体不切割磁感线，感应电动势为零，磁通量的变化率为零，但穿过线圈平面的磁通量最大．;右图所示是穿过线圈平面的磁通量随时间变化的Φ -t图线，它可以帮助我们更进一步理解这个问题．磁通量的变化率 反映在Φ -t图线上是各点的切线斜率．可以看出，在t＝0，、T等时刻，图线上对应点a、c、e的切线均平行于时间轴，斜率为零．这说明在线圈恰通过中性面的各个瞬时，尽管穿过线圈的磁通量最大，但磁通量对时间的变化率为零，因此电动势也为零．公式和图象都是研究交流电常用的工具，我们应理解其物理意义并在实际中灵活运用．;基础回顾;4．周期、频率和角频率：它们都是用来表征交流电__________的物理量． (1)周期：完成一次__________所需的时间． (2)频率：在1 s内完成周期性变化的次数． (3)角频率：单位时间内线圈平面转过的角度． (4)三者的关系是： (5)我国工农业生产和生活用的交流电，频率是________ Hz，周期是________ s，电流方向每秒钟改变________次．;要点深化;2．区分有效值与平均值 有效值不是平均值．如右图所示，当矩形线圈由位置1逆时针转到位置2，由于穿过线圈的磁通量无变化，所以这一过程??感应电动势的平均值为零．但是，在这段时间内线圈内确有感应电流通过，消耗了电能，发了热，因此感应电流的有效值并不为零，感应电动势的有效值也不为零．可见，不能把有效值与平均值当作一回事，应加以区分． 对一个确定的交变电流来说，其有效值是一个定值；而平均值由E＝n 确定，与所取的时间间隔有关．正弦式交变电流的正半周平均电动势是 ，而一个周期内的平均电动势却为零．在进行具体计算时，求电路中的电功率、热量时，用有效值；求通过导体横截面的电量时，用平均值．;1．分析物理图象的要点：一看、二变、三判． 一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“截距”、看“面积”、看“拐点”，并理解其物理意义． 二变：掌握“图与图”、“图与式”和“图与物”之间的变通关系． 三判：在此基础上进行正确的分析和判断． 2．因交变电流i随时间t的变化规律不再是简单的正比例(线性)关系，故需借助图象法来分析研究，这比单纯地用代数方法显得更为直观、简捷． 3．对于正弦交变电流的变化规律，不应只从其随时间按正弦规律变化这一点去认识，还应看到交流的电动势随线圈在匀强磁场中空间位置的变化而变化，随线圈的磁通量变化而变化．;　 处于匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合(如图甲所示)，线圈的cd边离开纸面向外运动，若规定由abcda方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图象是(　　);解析：由题给的条件可知：cd在t＝0时，由题图示的位置开始做切割磁感线运动，但感应电动势的大小随线圈平面与磁场方向夹角θ的变化为e＝Blvcos θ，感应电流 可知选项AB错误，又由楞次定律可判断C项正确，D项错误． 答案：C;点评：交流电的产生原理和变化规律要理解，不仅要理解线圈绕垂直于磁场的轴旋转时的瞬时电动势表达式，而且要会根据此数学表达式画出其变化的图象，或根据图象写出与图象对应的数学表达式．不仅要会用公式、图象表达交流电，而且还要能想象出与图象对应的物理情景——线圈在磁场中的方位，完成“情景?公式?图象”之间的相互转化．;题型训练;解析： Em＝NBωS＝NΦmω＝100×1.0×10－2×100π＝314 (V)． 因t＝0时磁通量变化率最大，故感应电动势最大，故e＝314sin 100πt (V)． 答案：C;矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r