《交流电的产生和描述》学案
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交流电的产生和描述学案
【知识梳理】
1.我们把 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。
4.线圈经过 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ω)
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?
2.一正弦交变电流的最大值为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ω从位置Ⅰ开始逆时针匀角速转动,经过时间t到达位置Ⅱ,试写出线圈处于位置Ⅱ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:
A.该交流电的频率为0.02Hz
B.该交流电的有效值为14.14A
C.该交流电的瞬时值表达式为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】
1.交流电的产生
【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
D.每当感应电动势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:
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