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1、-交流电的产生和描述学案完美版-第 4 页交流电的产生和描述学案【知识梳理】 的电流，称为交变电流，俗称交流电。2.交流电的产生：将线圈置于 中，并绕垂直于磁感线的轴 ，就会产生正（余）弦交变电流。3.中性面：（1）线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量 ，磁通量的变化率为 ，感应电动势为 。（2）线圈转动一周， 次经过中性面，线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次。 位置时，感应电动势最大，感应电动势的最大值为Em= (设线圈的面积为S、匝数为N、磁感应强度为B、线圈绕轴转动的角速度为)5.交流的有效值：根据电流的 来规定的，即用直流和交流分别给同一个电阻供电，若果在相同的时间内产生的电热
2、相同，我们就把直流叫做交流的有效值。我们平时所说的照明电压220V，动力电压380V指的都是交流的有效值。另外，用电器铭牌上所标示的额定电压、额定电流，交流电压表、电流表所测量的读数都指的是交流的有效值。对于正、余弦交流电，最大值与有效值的关系为：E= ；U= ；I= 。【初测】1.我国交流电的周期为50Hz，那么1min内电流的方向改变多少次？5A，它的有效值是多少？3.下列关于中性面位置的说法中，正确的是：A.线圈经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电动势最大B.线圈经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，产生的感应电动势最大C.线圈经过中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，产
3、生的感应电动势为零D.线圈每经过中性面位置一次，感应电流的方向改变一次。*4.如图所示，一矩形线圈abcd置于磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴O以角速度从位置开始逆时针匀角速转动，经过时间t到达位置，试写出线圈处于位置时的感应电动势的表达式。（ab=l1，cd=l2）5.某正弦交流电的图像如图所示，则由图像可知：i=20sin(0.02t)D.在t=T/8时刻，该交流的大小与其有效值相等【典例精析】【例题1】一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t变化的规律如图所示，则下列说法中正确的是：A. t1时刻通过线圈的磁通量为零B. t2时刻
4、通过线圈磁通量的绝对值最大C. t3时刻通过线圈磁通量的变化率最大e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都是最大的【跟踪练习1】线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流的图像如图所示，由此可知：C.在B时刻到D时刻，穿过线圈的磁通量现变大后变小D.若从A时刻到B时刻经过0.01s，则在1s内交变电流的方向改变50次【例题2】如图所示，矩形线圈abcd（已知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 轴以角速度从图示位置开始匀角速转动，则线圈中感应电动势的大小为：A. B. C. D.【跟踪练习2】如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO 匀速
5、转动，沿着OO 观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时：nBl2/Rl2【例题3】两只阻值相同的电阻分别通以正弦交流电和方波形交流电，如图所示，若它们的电流最大值相等，则两只电阻产生的热功率之比为：A.1:4 B.1:2 C.1:1 D.2:1【跟踪练习3】一个电热器接在10V的直流电源上，在ts内产生的焦耳热为Q，今将该电热器接在一正弦交流电源上它在2ts内产生的焦耳热为Q，则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是：A.最大值是10V，有效值是VB.最大值是10V，有效值是10VV，有效值是VD
6、.最大值是20V，有效值是V【例题4】一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO 以如图所示的角速度匀速转动，外电阻为R。（1）转动过程中产生的感应电动势的最大值为多大？（2）线圈从图示位置转过60时的感应电动势为多大？（3）线圈转动过程中，图中电压表的示数为多大？（4）从图示位置开始，线圈转过60的过程中通过电阻R的电量和电阻R中产生的热量分别为多大？【跟踪练习4】如图所示，一台模型发电机的电枢是矩形导线框abcd，ab=cd=，ad=bc=OO 匀速转动，当开关S断开时，电压表的示数为V，开关S闭合时，外电路中标有“10V 10
7、W”的灯泡恰好正常发光。求导线框转动的角速度。【训练】1. 单匝矩形线圈边长分别为和，在匀强磁场B中绕对称轴以角速度匀速转动，且对称轴与磁力线垂直。设时线圈平面与磁力线平行，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为A BC D2. 已知交变电流的瞬时值的表达式是i5sin50t (安), 从t0到第一次出现最大值的时间是： A6.25秒B1/200秒C1/150秒D1/100秒3. 一个电热器接在10V直流电源上，消耗的电功率为，把它接在如图所示的方波交流电源上（不计温度变化对电阻的影响），它消耗的电功率为，则此方波的幅值应是：A10V B5V CVDV4. 如图所示，在磁感强度B10T的匀强磁场中有一矩形线圈abcd, 其电阻 R10，初始放置时线圈平面与磁感线平行，已知线圈ab15cm，ad10cm，线圈绕对称轴OO转动，且转速为50转/秒。求：(1) 线圈得到的感应电动势峰值是多大？ (2) 如图规定感应电流方向abcd为正方向，且开始时ab边沿纸面向外的方向旋转，写出感应电流i的表达式。5. 如图，线圈的面积，共100匝。处在的匀强磁场中，以50周/秒的转速匀速转动，已知线圈电阻为1，外接电阻为9，那么：（1）电键K打开时电压表的读数是多少？（2）电键K合上后电压表的读数是多少？（3）电阻R上消耗的功率是多少？（4）以图示位置为计时零点，写出电流的表达式。