第二節(jié) 交變電流的描述
[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.能應(yīng)用楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律推導(dǎo)出正弦式電流的表達(dá)式.(難點(diǎn))2.理解正弦式電流的函數(shù)表達(dá)式,并能利用交變電流的規(guī)律解決實(shí)際問題.(重點(diǎn))3.理解正弦式電流的圖象及應(yīng)用.(重點(diǎn))
一、用函數(shù)表達(dá)式描述交變電流
1.線圈繞著垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢.
瞬時(shí)值:e=Emsin_ωt.(從中性面開始計(jì)時(shí))
峰值:Em=NBSω.
2.線圈和電阻組成閉合電路,電路中的電流.
瞬時(shí)值:i=Imsin ωt.
峰值:Im=.
3.閉合電路的路端電壓的瞬時(shí)值.
u=Umsin ωt.
二、用圖象描述交變電流
1.物理意義:描述交變電流(電動(dòng)勢e、電流i、電壓u)隨時(shí)間t(或角度ωt)變化的規(guī)律.
2.正弦式交變電流的圖象(如圖所示)
3.幾種不同類型的交變電流(如圖所示)
1.思考判斷(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)線圈只要在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)就能產(chǎn)生正弦式交變電流.(×)
(2)交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式與開始計(jì)時(shí)的位置無關(guān).(×)
(3)交流電的電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=Emsin ωt時(shí),穿過線圈磁通量的瞬時(shí)值表達(dá)式Φ=Φmcos ωt.(√)
(4)交變電流的圖象均為正弦函數(shù)圖象或余弦函數(shù)圖象.(×)
(5)線圈繞垂直磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生了正弦交變電流,感應(yīng)電動(dòng)勢的圖象、感應(yīng)電流的圖象形狀是完全一致的.(√)
2.交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)電動(dòng)勢為e=Emsin ωt,若將發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速提高一倍,同時(shí)將電樞所圍面積減小一半,其他條件不變,則其電動(dòng)勢變?yōu)?span lang="EN-US"> ( )
A.e′=Emsin B.e′=2Emsin
C.e′=Emsin 2ωt D.e′=sin 2ωt
C [感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式e=Emsin ωt,而Em=nBωS,當(dāng)ω加倍而S減半時(shí),Em不變,故選項(xiàng)C正確.]
3.線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示,由圖可知( )
A.在A和C時(shí)刻線圈處于中性面位置
B.在B和D時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零
C.從A時(shí)刻到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為π弧度
D.在A和C時(shí)刻磁通量變化率的絕對(duì)值最大