2018版高中物理 第3章 交變電流 習題課 交變電流的產生及描述課件 魯科版選修3-2.ppt

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1、第3章——,交變電流,第3講習題課交變電流的產生及描述,目標定位,1.進一步熟悉交變電流的產生過程，能夠求解交變電流的瞬時值.2.進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，應用“四值”求解相關問題.,1.線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動時產生正弦式交變電流，感應電動勢的瞬時值表達式e＝(從中性面開始計時).2.交變電流感應電動勢的最大值Em＝，即最大值由線圈匝數(shù)n、磁感應強度B、轉動角速度ω及線圈面積S決定，與線圈的形狀、轉軸的位置(填“有關”或“無關”).,Emsinωt,nBSω,無關,有效值,一、交變電流的瞬時值及圖象問題,1.求解感應電動勢瞬時值(1)

2、確定線圈轉動從哪個位置開始；(2)確定線圈轉動的角速度ω(以rad/s作單位)；(3)確定感應電動勢瞬時值表達式.,3,例1一個匝數(shù)N＝100匝的平面線圈所包圍的面積S＝0.02m2，在磁感應強度B＝0.5T的勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸以角速度ω＝100πrad/s勻速轉動時，在線圈中產生交流電，若自線圈通過中性面時開始計時，那么選項中能夠反映線圈中感應電動勢隨時間變化的圖象是(),二、平均值及電荷量的求解,例2發(fā)電機的轉子是匝數(shù)為100匝、邊長為20cm的正方形線圈，將它置于磁感應強度B＝0.05T的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的軸以ω＝100πrad/s的角速度轉動，當線圈平面跟磁場方向

3、垂直時開始計時.線圈和外電路的總電阻R＝10Ω.(1)寫出交變電流瞬時值表達式；,解析感應電動勢最大值為Em＝nBSω＝1000.050.20.2100πV＝20πV，,答案i＝2πsin(100πt)A,,答案110－2C,三、有效值的計算對于交變電流有效值的計算一般有以下兩種情況：1.對于按正(余)弦規(guī)律變化的電流，可先根據Em＝nBSω求出其最大值，然后根據E＝求出其有效值.有關電功、電功率的計算，各種交流儀表讀數(shù)都要用有效值.2.當電流按非正(余)弦規(guī)律變化時，必須根據有效值的定義求解，在計算有效值時要注意三同：相同電阻、相同時間(一般要取一個周期)、產生相等熱量.,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)域內有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度為B.電阻為R、半徑為L、圓心角為45的扇形閉合導線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉動(O軸位于磁場邊界).則線框內產生的感應電流的有效值為(),圖2,答案D,四、交變電流的“四值”的綜合應用最大值、有效值、瞬時值、平均值，在不同情況下的使用：1.在研究電容器的耐壓值時，只能用最大值.2.在研究交變電流做功、電功率及產生的熱量時，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體橫截面的電荷量時，只能用平均值.4.在研究某一時刻線圈受到的安培力時，只能用瞬時值.,例5如圖

5、3所示，在勻強磁場中有一個內阻r＝3Ω、面積S＝0.02m2的半圓形導線框可繞OO′軸旋轉.已知勻強磁場的磁感應強度B＝T.若線框以ω＝100πrad/s的角速度勻速轉動，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時，求線框中感應電動勢的瞬時值表達式；,(2)從圖示位置開始，線框轉過90的過程中，通過導線橫截面的電荷量是多少？該電荷量與線框轉動的快慢是否有關？,(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，1s內產生的熱量為200J,圖5,答案C,解析因電流方向不變故不是交流電，A錯；其周期為0.02s，B錯；由Q＝I2Rt可知Q＝11001J＝100J，D錯.,交變電流“四值”的應用,答案BD,