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1、线圈平面与磁感线垂直的位置,（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零,（3）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次,（2）线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的电动势为最大。,中性面,1,优选知识,电动势按正弦规律变化,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),2,优选知识,e,t,0,Em,-Em,t,0,Im,-Im,i,T/4,2T/4,3T/4,T,m,交流电的图像,3,优选知识,例2.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中
2、性面瞬间（ ） A.线圈平面与磁感线平行 B.通过线圈的磁通量最大 C.线圈中的感应电动势最大 D.线圈中感应电动势的方向突变,BD,4,优选知识,例3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图，则在时刻 （ ） A.t1，t3线圈通过中性面 B.t2，t4线圈中磁通量最大 C.t1，t3线圈中磁通量变化率最大 D.t2，t4线圈平面与中性面垂直,AD,5,优选知识,例4.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=2T,匝数n=20的矩形线圈ABCD绕中心轴OO匀速转动,角速度=200 rad/s。已知AB=0.2m,BC=0.1 m,线圈的总电阻R=40,试求： 感应电动势的最大值，感
3、应电流的最大值； 设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； 当t=30时，线圈中的电流的瞬时值是多大？ 线圈从图示位置转过 的过程中，感应电动势的平均值是多大？,6,优选知识,7,优选知识,5.一个矩形线框共有10匝，它在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中，从中性面开始绕中心轴以1200 r/min的转速匀速转动已知线框的转动半径为10cm，切割磁感线的边长为50 cm，则该线框产生的感应电动势的最大值为_V，当线框平面和中性面的夹角为_时，交变电动势的瞬时值是31.4 V,8,优选知识,9,优选知识,交流电知识点复习,1.交流电的特征：,方向随时间周期性变化
4、,2.交流电的产生：,10,优选知识,结论（1）：线圈处在中性面时，磁通量 ，磁通量变化率为 ，感应电动势为 。 线圈处在垂直中性面时，磁通量 ，磁通量变化率为 ，感应电动势为 。,最大,零,零,为零,最大,最大,结论（2）：线圈每经过 时，电流方向改变一次，转动一周，方向改变 次。,中性面,两,11,优选知识,3.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),12,优选知识,1.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（ ） A.线圈平面与磁感线平行 B.线圈平面与磁感线垂直 C.通过线圈的磁通量最大 D.线圈中的感应电动势
5、最大,作业讲评,课堂检测,AD,13,优选知识,2.交流发电机在工作时的电动势为eEmsinw t，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为 （ ） A.Emsin w t/2 B.2Emsin w t/2 C.Emsin2w t D.2Emsin2w t,双基训练,D,14,优选知识,3.如图所示,一矩形线圈，面积为100cm2，匝数为100，在场强为B=0.2的匀强磁场中绕着轴匀速转动，角速度为100rad/s，试求解: 当线圈平面与磁场平行时,线圈中的感应电动势的大小; 当线圈从中性面开始,经过1/200s时间转到图示位置,线圈中的感应电动势的大小.,15,优选知识
6、,4.如图所示，矩形线圈100匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场磁感应强度B=0.8T，绕轴OO从图示位置开始匀速转动，角速度=100rad/s，试求： 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？ 线圈产生的感应电动势最大值Em=?线圈转到什么位置时取得此值？ 写出感应电动势e随时间变化的表达式。,16,优选知识,5.2 描述交变电流的物理量,教学目标：,1.理解交变电流的周期和频率； 2.掌握交变电流的有效值的物理意义和应用； 3.了解交变电流的相位和相位差。,17,优选知识,一、周期和频率-表征交流电变化的快慢。,1.周期：交变电流完成一次周期性变化所需的时间。
7、2.频率：一秒内完成周期性变化的次数。,3. 关系：,18,优选知识,2.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系，如图所示，如果其它条件不变，仅使线圈的转速加倍，则电动势的最大值和周期分别变为（ ） A400V，0.02s B200V，0.02s C400V，0.08s D200V，0.08s,1.我国生产和生活用交流电的周期T=_s，频率f= _Hz，角速度= _rad/s，在1s内电流的方向变化_次。,课堂练习,0.02,50,100,100,B,19,优选知识,预习自测,1.一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为 sin100t(V)，下列说法
8、中正确的是： ( ) A.频率是50Hz B.当t=0时，线圈平面与中性面重合 C.当 s时，e的值最大，为220 V D.线圈转动的角速度为314rad/s,ABD,20,优选知识,二、峰值和瞬时值-表征交变电流的大小,1.最大值（峰值）： Em , Um , m,电容器接在交流电路中，就需要知道交变电压的最大值。,2.瞬时值： e, u, i,21,优选知识,思考与讨论：如图的电流通过一个R=1的电阻。它不是恒定电流。 1.怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？ 2.如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大？,22,优选知识,（2）正弦交
9、流电的有效值与最大值的关系：,3.有效值：E，U，I,（1）定义：根据电流的热效应来规定，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，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。,23,优选知识,(3)说明： .以上关系式只适用于正弦交流电； .交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值； .交流电流表和电压表的读数是有效值； .计算电流做功或热功率、热量均用有效值； .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电量一定要用电流的平均值； .计算电容器的击穿电压用交变电流的峰值。,4.平均值：,24,优选知识,例1. 表示交变电流随时间变化图象.如图
10、所示，则交变电流有效值为( ) A.5 A B.5 A C.3.5 A D.3.5 A,0,0.02,0.04,t/S,i/A,B,25,优选知识,4.有一交变电源u=200sin10t（v），该交变电源的周期是 ，接在该交变电源上的电压表读数是 ；如果将某电容器接在该交变电源上，为使电容器不被击穿，该电容器的最小耐压值为 。,预习自测：,0.2s,141v,200V,26,优选知识,例2.交流发电机矩形线圈边长ab=cd=0.4 m，bc=ad=0.2 m，共50匝，线圈电阻r=1 ，线圈在B=0.2T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO 以 r/s转速匀速转动，外接电阻9，如图所示。求：
11、电压表读数； 电阻R上电功率。,（3）线框匀速转动一周，外力做功多少？,（4）从此位置旋转60时，感应电动势瞬时值为多大？,（5）从此位置旋转30过程中，流过电阻R上的电荷量为多少？,27,优选知识,例3.如图所示，在匀强磁场中有一个“冂”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B=T，线框的CD边长为20cm.CE、DF长均为10cm，转速为50r/s，若从图示位置开始计时， 写出线框中感应电动势的瞬时值表达式； 若线框电阻r=3,再将AB两端接“6V，12W”灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能,小灯泡实际功率多大？,28,优选知识,3.相位 （1）相位： （2）相位差：,29,优选知识
12、,小结,3、最大值（峰值）： Em Um m,4、瞬时值： u i e,1、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化的次数。,5、有效值： E U I,（1）定义：,根据电流的热效应来规定，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，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。,（2）正弦交流电的有效值与最大值的关系：,注意：A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值,C.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。,B.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。,30,优选知识,31,优选知识,例3. 交流发电机模型的矩形线圈ab
13、cd在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。线圈共有n匝，边长ab=L1，bc=L2，线圈的内电阻为r，外电阻为R，磁感应强度是B，线圈转动的角速度是，如图所示。求： (1)转动过程中电流表的读数； (2) 电阻R上电功率； (3) 线圈转动一周，外力做了多少功？,(4)线圈转过600角的过程中，通过R的电荷量是多少？,(5)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过600角时的瞬时感应电动势；,电压表的读数,32,优选知识,33,优选知识,例3.如图所示矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度 匀速转动，外电路电阻为R。当线圈由图示位置转过一周 的过程中求： （1）电流的有效值是多少 （2）产生的热量是多少？ （3）转过半周流过R的电量是多少,一个电阻接在10v的直流电源上，它的发热功率是P，当电压为u=10sin10tV的交流电源上，它的发热功率是 。,34,优选知识,