11-1-1-正弦交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律

1、1目錄目錄CONTENTS創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計正弦交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律0101020203030404備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練 課堂互動課堂互動 題組剖析題組剖析 規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 12目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂互動課堂互動1正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈由中性面位置開始計時的運動過程) 物理量函數(shù)圖象磁通量電動勢電壓電流mcos tBScos teEmsin tnBSsin tuUmsin tsin tiImsin tsin tBab3目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂互動課堂互動2交變電流產(chǎn)生過程中的兩個特殊位置4目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂互動課堂互動3. 交變電流瞬時值表達(dá)式書寫的基本思路(1)確定正弦式交變

2、電流的峰值，根據(jù)已知圖象或由公式EmnBS求出相應(yīng)峰值(2)明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式若線圈從中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則it圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)表達(dá)式為iImsint.若線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則it圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)表達(dá)式為iImcost.5目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計課堂互動課堂互動4.電動機(jī)、發(fā)電機(jī)模型概述“電動機(jī)”模型和“發(fā)電機(jī)”模型是高考題中時常出現(xiàn)的題型，凡在安培力作用下在磁場中運動的通電導(dǎo)體均可看成電動機(jī)模型，在外力作用下在磁場中做切割磁感線運動的導(dǎo)體均可看成發(fā)電機(jī)模型，此模型綜合考查了磁場力的作用、電磁感應(yīng)、恒定電流、交變電流、能量轉(zhuǎn)化與守恒等知識6目錄創(chuàng)新設(shè)

3、計創(chuàng)新設(shè)計題組剖析題組剖析1如圖甲所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的交變電流如圖乙所示，設(shè)沿abcda方向為電流正方向，則下列說法正確的是()A乙圖中0t1時間段對應(yīng)甲圖中至圖的過程B乙圖中t3時刻對應(yīng)甲圖中的圖C若乙圖中t4等于0.02 s，則1 s內(nèi)電流的方向改變50次D若乙圖中t2等于0.02 s，則交流電的頻率為50 Hz7目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計解析矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，角速度2n2 rad/s0.4 rad/s，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值為EmBSBS2n10.10.4(V)0.04(V)，故其瞬時值表達(dá)式為e0.04sin 0.4t(V)，選項C正

4、確。答案C題組剖析題組剖析2如圖所示，單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動軸線OO與磁感線垂直。已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T，線圈所圍面積S0.1 m2，轉(zhuǎn)速12 r/min。若從中性面開始計時，則線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式應(yīng)為() Ae12sin 120t(V) Be24sin 120t(V) Ce0.04sin 0.4t(V) De0.4cos 2t(V)8目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計題組剖析題組剖析3在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢的圖象如圖乙所示，則()At0.005 s時線框的磁通量變化率為零Bt0.01 s時線框平面與

5、中性面重合C線框產(chǎn)生的交變電動勢有效值為311 VD線框產(chǎn)生的交變電動勢頻率為100 Hz9目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計題組剖析題組剖析4(2017天津理綜) (多選)在勻強(qiáng)磁場中，一個100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為 2 ，則()At0時，線圈平面平行于磁感線Bt1 s時，線圈中的電流改變方向Ct1.5 s時，線圈中的感應(yīng)電動勢最大D一個周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為82 J轉(zhuǎn)到解析10目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計題組剖析題組剖析轉(zhuǎn)回原題11目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)規(guī)律方法求解正弦式交變電流的三點注意(1)只有當(dāng)線圈

6、從中性面位置開始計時，電流的瞬時值表達(dá)式才是正弦形式。(2)注意峰值公式EmnBS中的S為有效面積。(3)轉(zhuǎn)軸相對線圈的位置改變，或線圈的形狀改變時，電動勢仍可由EmnBS計算。12目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)13目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練14目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練注意此問圖形有效值的求法轉(zhuǎn)到解析15目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練圖乙中的正弦交變電流的有效值為0.52 A圖丁所示的交變電流雖然方向發(fā)生變化，但大小恒為 0.5 A，可知選項 D 正確 答案 AD 轉(zhuǎn)回原題16目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練轉(zhuǎn)到解析17目錄創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練解析 線圈轉(zhuǎn)動角速度 2T， 線圈平面從與磁場方向平行開始計時， 當(dāng)轉(zhuǎn)過60角時， 電流的瞬時值表達(dá)式為 iImcos 601 A 得 Im2 A， 正弦交變電流有效值 IIm2 2 A，B 項錯；線圈消耗的功率 PI2R4 W，A 項正確；由歐姆定律可知，感應(yīng)電動勢最大值 EmImR4 V，所以瞬時值表達(dá)式為 e4 cos2Tt，C 項正確；通過線圈的磁通量 msin tmsin2Tt，由感應(yīng)電動