间的变化趋势恰好是相反的;特别注意中性面,这个位置是感应电流方向改变的位置。
[典例1] (多选)图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示,以下判断正确的是( )
A.电流表的示数为10 A
B.线圈转动的角速度为50π rad/s
C.0.01 s时线圈平面与磁场方向平行
D.0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左
[解析] 由题图乙可知交流电电流的最大值是Im=10 A,周期T=0.02 s,由于电流表的示数为有效值,故示数I==10 A,选项A正确;角速度ω==100π rad/s,选项B错误;0.01 s时线圈中的感应电流达到最大,感应电动势最大,则穿过线圈的磁通量变化最快,磁通量为0,故线圈平面与磁场方向平行,选项C正确;由楞次定律可判断出0.02 s时流过电阻的电流方向自左向右,选项D错误。
[答案] AC
交流电瞬时值、最大值、有效值、平均值的计算和应用
1.瞬时值
反映的是不同时刻交流电的大小和方向,瞬时值是时间的函数,正弦交流电瞬时值表达式为:e=Emsin ωt,i=Imsin ωt,此式表示从线圈位于中性面开始计时。
2.最大值
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴旋转所产生的交变电流的电动势,其最大值Em=nBSω,在考虑电容器的耐压值时,应根据交流电的最大值。
3.有效值
根据电流的热效应来规定,让交变电流和恒定电流通过相同阻值的电阻,如果它们在一个周期内产生的热量相等,则这个恒定电流I、电压U叫做这个交变电流的有效值。利用I=、U=、E=计算有效值,只适用于正(余)弦式交流电。