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1、关于描述交变电流的物理量第一页，本课件共有34页电动势按正弦规律变化交变电流的变化规律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从垂直于中性面位置开始计时)第二页，本课件共有34页et0Em-Emt0Im-ImiT/4T/42T/42T/43T/43T/4T Tm交流电的图像交流电的图像 第三页，本课件共有34页例例2.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，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（在线圈平面经过中性面瞬间（）A.线圈平面与磁感线平行线圈平面与磁感线平行 B.通过线圈的磁通量最大通过线圈的磁通量最大C.线圈中的感应电动势最大线圈中的感应电动势最大
2、 D.线圈中感应电动势的方向突变线圈中感应电动势的方向突变BD第四页，本课件共有34页例例3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势电动势e-t图像如图，则在时刻图像如图，则在时刻（）A.t1，t3线圈通过中性面线圈通过中性面B.t2，t4线圈中磁通量最大线圈中磁通量最大C.t1，t3线圈中磁通量变化率最大线圈中磁通量变化率最大D.t2，t4线圈平面与中性面垂直线圈平面与中性面垂直AD第五页，本课件共有34页例例4.如如图图所示所示,匀匀强强磁磁场场的磁感的磁感应应强强度度B=2T,匝数匝数n=20的矩形的矩形线线圈圈ABCD绕绕中心中心轴轴OO匀速匀速转动
3、转动,角速度角速度=200 rad/s。已知。已知AB=0.2m,BC=0.1 m,线线圈的圈的总电总电阻阻R=40,试试求：求：感感应电动势应电动势的最大的最大值值，感，感应电应电流的最大流的最大值值；设时间设时间t=0时线时线圈平面与磁感圈平面与磁感线线垂直，写出垂直，写出线线圈中感圈中感应电动势应电动势的瞬的瞬时值时值表达式；表达式；当当t=30时时，线线圈中的圈中的电电流的瞬流的瞬时值时值是多大？是多大？线线圈从圈从图图示位置示位置转过转过 的的过过程中，感程中，感应电动势应电动势的平均的平均值值是多大是多大？OO第六页，本课件共有34页第七页，本课件共有34页5.一个矩形一个矩形线线
4、框共有框共有10匝，它在磁感匝，它在磁感应应强强度度B=0.5 T的的匀匀强强磁磁场场中，从中性面开始中，从中性面开始绕绕中心中心轴轴以以1200 r/min的的转转速匀速速匀速转动转动已知已知线线框的框的转动转动半径半径为为10cm，切割磁感，切割磁感线线的的边长为边长为50 cm，则该线则该线框框产产生的感生的感应电动势应电动势的最大的最大值为值为_V，当，当线线框平面和中性面的框平面和中性面的夹夹角角为为_时时，交交变电动势变电动势的瞬的瞬时值时值是是31.4 V第八页，本课件共有34页第九页，本课件共有34页交流电知识点复习交流电知识点复习1.交流电的特征：交流电的特征：方向随时间周期
5、性变化方向随时间周期性变化2.交流电的产生：交流电的产生：d(c)a(b)vv甲甲a(b)vd(c)v乙乙d(c)vv丙丙a(b)d(c)va(b)v丁丁a(b)vv戊戊d(c)第十页，本课件共有34页结论结论（1）：线圈处在）：线圈处在中性面中性面时，磁通量时，磁通量 ，磁通量变化率为，磁通量变化率为 ，感应电动势为，感应电动势为 。线圈处在线圈处在垂直中性面垂直中性面时，磁通量时，磁通量 ，磁通量变化率，磁通量变化率为为 ，感应电动势为，感应电动势为 。d(c)a(b)vv甲甲a(b)vd(c)v乙乙d(c)vv丙丙a(b)d(c)va(b)v丁丁a(b)vv戊戊d(c)最大最大零零零零为
6、零为零最大最大最大最大结论（结论（2）：线圈每经过）：线圈每经过 时，电流方向改变一次，时，电流方向改变一次，转动一周，方向改变转动一周，方向改变 次。次。中性面中性面两两第十一页，本课件共有34页3.交流电的变化规律：交流电的变化规律：电动势按正弦规律变化(从中性面开始计时)(从垂直于中性面位置开始计时从垂直于中性面位置开始计时)第十二页，本课件共有34页1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过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（垂直中性面瞬间（）A.线圈平面与磁感线平行线圈平面与磁感线平行 B.线圈平面与磁感线垂直线圈平面与磁感线垂直 C.通过线圈的磁通量最
7、大通过线圈的磁通量最大D.线圈中的感应电动势最大线圈中的感应电动势最大 作业讲评作业讲评课堂检测课堂检测AD第十三页，本课件共有34页2.交流发电机在工作时的电动势为交流发电机在工作时的电动势为eEmsinw t，若将其线，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，则其电动势变为变为（）A.Emsin w t/2 B.2Emsin w t/2C.Emsin2w t D.2Emsin2w t双基训练双基训练D第十四页，本课件共有34页3.如图所示如图所示,一矩形线圈，面积为一矩形线圈，面积为100cm2，匝数为，匝数为100，在，在场强为场
8、强为B=0.2的匀强磁场中绕着轴匀速转动，角速度为的匀强磁场中绕着轴匀速转动，角速度为100rad/s，试求解，试求解:当线圈平面与磁场平行时当线圈平面与磁场平行时,线圈中的感应电动势的大小线圈中的感应电动势的大小;当线圈从中性面开始当线圈从中性面开始,经过经过1/200s时间转到图示位置时间转到图示位置,线圈线圈中的感应电动势的大小中的感应电动势的大小.第十五页，本课件共有34页4.如图所示，矩形线圈如图所示，矩形线圈100匝，匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场磁，匀强磁场磁感应强度感应强度B=0.8T，绕轴，绕轴OO从图示位置开始匀速转动，角速度从图示位置开始匀速转动，角速度=1
9、00rad/s，试求：，试求：穿过线圈的磁通量最大值穿过线圈的磁通量最大值m=?线圈转到什么位置时取得此值线圈转到什么位置时取得此值？线圈产生的感应电动势最大值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线圈转到什么位置时取得此值？值？写出感应电动势写出感应电动势e随时间变化的表达式。随时间变化的表达式。第十六页，本课件共有34页5.2 描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量教学目标：教学目标：1.1.理解交变电流的周期和频率；理解交变电流的周期和频率；2.2.掌握交变电流的有效值的物理意义和应用；掌握交变电流的有效值的物理意义和应用；3.3.了解交变电流的相位和相位差。了解交
10、变电流的相位和相位差。第十七页，本课件共有34页一、周期和频率一、周期和频率-表征交流电变化的快慢。表征交流电变化的快慢。1.周期：周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。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。频率：一秒内完成周期性变化的次数。3.关系：关系：第十八页，本课件共有34页2.某交流某交流发电发电机机产产生的感生的感应电动势应电动势与与时间时间的关系，如的关系，如图图所所示，如果其它条件不示，如果其它条件不变变，仅仅使使线线圈的圈的转转速加倍速加倍，则电动则电动势势的最大的最大值值和周期分和周期分别变为别变为（）A400V，0.02s B2
11、00V，0.02sC400V，0.08s D200V，0.08s1.我国生产和生活用交流电的周期我国生产和生活用交流电的周期T=_s，频率，频率f=_Hz，角速度，角速度=_rad/s，在，在1s内电流的方向变化内电流的方向变化_次。次。课堂练习课堂练习0.0250100100B第十九页，本课件共有34页预习自测预习自测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势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为 sin100t(V)，下列说法中正确的是：，下列说法中正确的是：()A.频率是频率是50Hz B.当当t=0时，
12、线圈平面与中性面重合时，线圈平面与中性面重合C.当当 s时，时，e的值最大，为的值最大，为220 V D.线圈转动的角速度为线圈转动的角速度为314rad/sABD第二十页，本课件共有34页二、峰值和瞬时值二、峰值和瞬时值-表征交变电流的大小表征交变电流的大小1.1.最大值（最大值（峰值）峰值）：Em,Um,Em,Um,m m电容器电容器接在交流电路中，就需要知道交接在交流电路中，就需要知道交变电压的最大值。变电压的最大值。2.2.瞬时值：瞬时值：e,u,i第二十一页，本课件共有34页思考与讨论：思考与讨论：如图的电流通过一个如图的电流通过一个R=1R=1的电阻。它不是恒定电流。的电阻。它不是
13、恒定电流。1.1.怎样计算通电怎样计算通电1s1s内电阻内电阻R R中产生的热量？中产生的热量？2.2.如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R R，也能在，也能在1s1s内产生同样的热，这个电流是多大？内产生同样的热，这个电流是多大？第二十二页，本课件共有34页（2 2）正弦交流电正弦交流电的有效值的有效值与最大值的关系与最大值的关系：3.3.有效值：有效值：E，U，I（1）定义：根据）定义：根据电流的热效应电流的热效应来规定，让交流电和直流来规定，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通过相同阻值的电阻，
14、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。等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。第二十三页，本课件共有34页(3)说明：说明：.以上关系式只适用于以上关系式只适用于正弦正弦交流电；交流电；.交流用电器的交流用电器的额定电压额定电压和和额定电流额定电流指的是有效值；指的是有效值；.交流电流表和电压交流电流表和电压表的读数表的读数是有效值；是有效值；.计算电流做计算电流做功功或或热功率热功率、热量热量均用有效值；均用有效值；.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值；对于交流电若没有特殊说明的均指有效值；.求通过某导体截面的求通过某导体截面的电量电量一定
15、要用电流的平均值；一定要用电流的平均值；.计算电容器的计算电容器的击穿电压击穿电压用交变电流的峰值。用交变电流的峰值。4.4.平均值：平均值：第二十四页，本课件共有34页例例1.表示交变电流随时间变化图象表示交变电流随时间变化图象.如图所示，如图所示，则交变电流有效值为则交变电流有效值为()A.5 A B.5 AC.3.5 A D.3.5 A0 00.020.020.040.04t/St/Si/Ai/AB第二十五页，本课件共有34页 4.有一交有一交变电变电源源u=200sin10t（v），），该该交交变电变电源的周期源的周期是是 ，接在，接在该该交交变电变电源上的源上的电压电压表表读读数是数
16、是 ；如果将；如果将某某电电容器接在容器接在该该交交变电变电源上，源上，为为使使电电容器不被容器不被击击穿，穿，该电该电容器的最小耐容器的最小耐压值为压值为 。预习自测：预习自测：0.2s141v200V第二十六页，本课件共有34页例例2.交流发电机矩形线圈边长交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4 m，bc=ad=0.2 m，共，共50匝，线圈电阻匝，线圈电阻r=1，线圈在，线圈在B=0.2T的匀强磁场的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴中，绕垂直磁场方向的轴OO以以 r/s转速匀速转动，外接电阻转速匀速转动，外接电阻9，如图所示。求：，如图所示。求：电压表读数；电压表读数；电阻电阻R上电功率
17、。上电功率。（3）线框匀速转动一周，外力做功）线框匀速转动一周，外力做功多少？多少？（4）从此位置旋转）从此位置旋转60时，感应时，感应电动势瞬时值为多大？电动势瞬时值为多大？（5）从此位置旋转）从此位置旋转30过程中，流过电阻过程中，流过电阻R上的电荷量为多少？上的电荷量为多少？第二十七页，本课件共有34页例例3.如图所示，在匀强磁场中有一个如图所示，在匀强磁场中有一个“冂冂”形导线形导线框可绕框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B=T，线框的线框的CD边长为边长为20cm.CE、DF长均为长均为10cm，转速为，转速为50r/s，若从图示位置开始计时，若从
18、图示位置开始计时，写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；若线框电阻若线框电阻r=3,再将再将AB两端接两端接“6V，12W”灯泡，灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能小灯泡能否正常发光？若不能,小灯泡实际功率多大小灯泡实际功率多大？第二十八页，本课件共有34页3.3.相位相位（1 1）相位：）相位：（2 2）相位差：）相位差：第二十九页，本课件共有34页小结小结3、最大值（、最大值（峰值）峰值）：Em Um m 4、瞬时值：、瞬时值：u i e1、周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。、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
19、化的次数。、频率：一秒内完成周期性变化的次数。5、有效值有效值：E U I （1 1）定义）定义：根据根据电流的热效应电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻来规定，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。流电的数值叫做这一交流电的有效值。（2 2）正弦交流电正弦交流电的有效值与最大值的关系：的有效值与最大值的关系：注意：注意：A.A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值对于交流电若没有特殊说明的均指有效值 C.C.求通过某导体截面的求通过某导体截面的电量电量一
20、定要用平均值。一定要用平均值。B.B.在求交流电的在求交流电的功、功率或电热功、功率或电热时必须用交流电的有效值。时必须用交流电的有效值。第三十页，本课件共有34页第三十一页，本课件共有34页例例3.交流交流发电发电机模型的矩形机模型的矩形线线圈圈abcd在匀在匀强强磁磁场场中中绕绕与磁与磁场场垂垂直的直的轴轴匀速匀速转动转动。线线圈共有圈共有n匝，匝，边长边长ab=L1，bc=L2，线线圈的内圈的内电电阻阻为为r，外，外电电阻阻为为R，磁感，磁感应应强强度是度是B，线线圈圈转动转动的角速度是的角速度是，如如图图所示。求：所示。求：(1)转动过转动过程中程中电电流表的流表的读读数；数；(2)电电阻阻R上上电电功率；功率；(3)线线圈圈转动转动一周，外力做了多少功？一周，外力做了多少功？(4)线线圈圈转过转过600角的角的过过程中，通程中，通过过R的的电电荷荷量是多少？量是多少？(5)由图示位置由图示位置(线圈平面与磁感线平行线圈平面与磁感线平行)转过转过600角时的瞬时感应电动势；角时的瞬时感应电动势；电压电压表的表的读读数数第三十二页，本课件共有34页第三十三页，本课件共有34页感感谢谢大大家家观观看看第三十四页，本课件共有34页