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文檔簡介
1、第九章第九章交變電流交變電流9.1交變電流交變電流【考點聚焦考點聚焦】交流發(fā)電機及其產(chǎn)生正弦交變電流的原理Ⅱ級要求正弦交流電的圖像和三角函數(shù)表達式,最大值,有效值,周期與頻率。Ⅱ級要求【知識掃描知識掃描】(1)當線圈位于中性面時,磁通量φ__________(為最大);磁通量的變化率t???____(為零),即感應電動勢e=_______(為零)。當線圈平面平行于磁場方向時,磁通量φ=_________(為零);磁通量的變化率最大,最大
2、值Em=_________。(NBS)t????(2)交流電的瞬時表達式與計時起點有關;若從中性面開始計時,感應電動勢的瞬時值表達式為(e=NBSsint),若從線圈平面與磁場方向平行的位??置開始計時,感應電動勢的瞬時值表達式為_______________。(e=NBScost)??(3)有效值是依據(jù)電流的熱效應,反映電流產(chǎn)生的平均效果。對正弦交變電流有效值和峰值滿足:_______(()。用電器銘牌上標的額定電壓、額定電2mUU?
3、2mII?流、交流電表的讀數(shù)以及涉及熱量和熱功率的都用有效值。3、電感和電容對交變電流的阻礙作用可概括為:電感是___________,電容是______________。(通直流、阻交流,通低頻、阻高頻;通交流、隔直流,通高頻、阻低頻)【好題精析好題精析】例1矩形線圈abcd的邊長ab=cd=40cmbc=da=30cm共有200匝,以300rmin的轉速在磁感強度為0.2T的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的中心軸OO′勻速轉動在t=0時
4、刻處于圖所示位置.此線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大值Em=V,有效值為E=____V,再轉過出現(xiàn)第一次中性面。解析解析線圈在勻強磁場中勻速轉動,形成交變電流,感應電動勢的最大值利用結論公式得出最大感應電動勢為24V,有效值為EmNBs??122V。對中性面特征的了解要全面,即處于中性面時磁通量最大,磁通量變化率為零。容易得出結論:還需轉動90度第一次出現(xiàn)中心面點評注意對基本概念的理解例2內(nèi)阻不計的交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢E=10sin50πt(V
5、),接有負載電阻R=10Ω現(xiàn)把發(fā)電機的轉速提高一倍,則A負載兩端電壓的有效值將變?yōu)?8.2VB交流電的頻率將變?yōu)?00HzC負載消耗的功率將變?yōu)?0wD負載消耗的功率將變?yōu)?0w解析解析電動勢最大值為10V,有效值為7.07V。當發(fā)電機的轉速提高一倍角速度增加一倍,頻率也增加一倍。電動勢最大值和有效值均增加一倍。表達式可以寫為E=20sin100πt(V),由此可以看出提高轉速后頻率變?yōu)?0Hz。負載消耗的功率將變?yōu)?0w。故答案選擇C
6、圖1311(5)I平均=E平均(Rr)=)(rRtN????∴電量Q=I平均△t=NBSSin60(Rr)=NBL2[2(Rr)]3點評:計算熱功率功率應當用當用電流的有效流的有效值,計算電路中的路中的電量應當用當用電流的平均流的平均值。例5一小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉動,線圈匝數(shù)n=100,穿過每匝線圈的磁通量φ隨時間按正弦規(guī)律變化,如圖1313所示,發(fā)電機內(nèi)阻r=5Ω,外電路電阻R=
7、95Ω已知感應電動勢的最大值Em=nωφm其中φm為穿過每匝線圈磁通量的最大值,求串聯(lián)在外電路中的交流電流表(理想電表)的讀數(shù)。解析解析設線圈在磁場中轉動周期為T,由圖像可讀出φm=110-2WbT=3.14102S已知感應電動勢的最大值Em=nωφm,再根據(jù)ω=2π/T得:Em=nωφm=2πnφm/T根據(jù)歐姆定律,電路中電流的最大值Im=Em(Rr)而交流電流表的讀數(shù)反映的是電流的有效值,則其讀數(shù)I==2mI)(2rREm?代入數(shù)據(jù)
8、得:I=1.4A點評結合電磁感應、歐姆定律、圖像知識考查對正弦交變電流的產(chǎn)生及描述的理解和掌握,特別注重對圖像識別能力的考查?!咀兪竭w移變式遷移】1、矩形線框在勻強磁場內(nèi)勻速轉動過程中,線框輸出的交流電壓隨時間變化的圖像如圖1314所示,下列說法中正確的是()(A)1s末線框平面垂直于磁場,通過線框的磁通量變化最快,(B)2s末線框平面垂直于磁場,通過線框的磁通量最大,(C)交流電壓的最大值為36V,頻率為0.25Hz,2(D)交流電壓
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