高中物理选修交变电流.pptx

第五章 交变电流 交变电流 一、直流电与交流电直流电(Direct Current , DC)电流方向不随时间而改变.交变电流(alternating current ,AC)大小和方向都随时间做周期性变化的电流.二、交变电流的产生 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动.㈠ 交变电流的产生BCAADCD乙甲CCBDDABA丙丁BABACDBD为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平面图来分析ADB中性面:线圈平面与磁感线垂直的位置.特点：线圈经过中性面时，Φ最大，但线圈中的电动势为0.VVADB 线圈与磁场平行时Φ最小，但线圈中的电动势最大.三.交变电流的变化规律BACD 在匀强磁场B中，矩形线圈AB边长为L1，BC边长为L2，逆时针绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω，从中性面开始计时，经时间t，线圈中的感应电动势是多少？ V1VVV2AθDBBACD思考与讨论线圈转动一周，多少次经过中性面?电流方向改变多少次? 1.中性面：垂直磁场方向的平面．（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大φ=BS，但△φ/△t =0最小，（ ab和cd边都不切割磁感线），线圈中的感应电动势为零．（2）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.线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感应电动势最大。∴则有 令三、交变电流的变化规律 以线圈经过中性面开始计时，切割边L1，另一边L2,推导任意时刻t线圈中的感应电动势=NBSωe为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）NBSω（1）电动势按正弦规律变化（2）电流按正弦规律变化 （3）电路上的电压按正弦规律变化 电流　　　　　　　通过R时： 交变电流的变化规律 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时cbcbbacedadacdEmkkK AAALbLcbLdBKBBAtT/42T/43T/4TLaπo2ππ/23π/2BωtadkALB四、交流电的图像 ㈡ 正弦交变电流的变化规律（从中性面开始计时）物 理 量瞬时值表达式 最 大 值 表 达 式电 动 势电 流路端电压e=EmsinωtEm= nBωSi=ImsinωtIm= Em/R (闭合电路的总电阻为R)u=UmsinωtUm=ImR′（R ′是该段电路的电阻）交流电的图像 eEm0t-EmiIm0t-Im五、交变电流的种类(1)正弦交流电(2)示波器中的锯齿波扫描电压(3)电子计算机中的矩形脉冲(4)激光通信中的尖脉冲六、交流发电机1、组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极2、种类 ①旋转电枢式发电机 ②旋转磁极式发电机转动的部分叫转子，不动的部分叫定子５、交流发电机有两种，即　、　．其中转动的部分叫　，不动的部分叫　．发电机转子是由　、　或其它动力机带动旋转电枢式旋转磁极式转子定子水轮机蒸汽轮机课堂练习大小方向 １、交变电流：　和　都随时间做 的电流叫做交变电流．电压和电流随时间按　变化的交流电叫正弦交流电 周期性变化正弦规律 ２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生　．感应电流 ３、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做　．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变　．中性面两次课堂练习４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为　．若线圈电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为　．e=Emsinωtei=(Em/R)·sinωtEm 0t-Em一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,正确的是（ ）A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值最小eEm0tt2t1t3t4-EmC5.1交变电流 小结1、知道交变电流定义（AC）：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。方向不随时间变化的电流为直流电（DC）。辨析电流图。2、理解交变电流产生的过程：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生正弦式交变电流。能画出四幅过程图。垂直磁场方向的平面叫做中性面。 （重点）3、推导和理解交变电流的变化规律：（重难点）（1）方向变化规律----线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。 φ 最大，△φ/△t =0最小，感应电动势最小E=0（2）大小变化规律----按正弦规律变化：（能画出瞬时线