高二物理电磁感应与交流发电机.ppt

* 中宁中学 张学萍 磁 交 流 发 电 机 与 电 感 应 一、交变电流的产生 实验一 用手摇交流发电机对小灯泡供电 操作： 观察： 小灯泡亮暗变化 N S 交流发电机的基本结构 磁体 电 枢 实验三 （分阶段的演示，对照正视图） 二、交流发电机的原理 矩形线圈在匀强磁场中 的匀速转动 实验二 演示 总结： 感应电流的方向：a b c d （1）阶段一 d a B (c) (b) d a B (c) (b) d a B (c) (b) 演示 v v v v v v 总结： 感应电流的方向：a b c d （2）阶段二 d a B (b) (c) d a B (c) (b) d a B (c) (b) 演示 v v v v v v 总结： 感应电流的方向：d c b a （3）阶段三 d a B (c) (b) d a B (c) (b) d a B (c) (b) 演示 v v v v v v 总结： 感应电流的方向：d c b a （4）阶段四 c a B (d) (b) B c a (d) (b) c a B (d) (b) 演示 v v v v v v 总结： ab、cd边在切割磁感线时， 产生的感应电动势方向始终保持 一致，可视为串联 。 演示 思考：在发电机转动一周的过程中，在哪些位置没有感应电动势？在哪些位置感应电动势最大？ 三、中性面： 线圈平面与磁感线垂直位置 特点： V // B B⊥S Φ最 大 e= 0 c a B (d) (b) 中性面 中性面 B a c ωt (b) (d) 设线圈平面从中性面 开始转动，磁感应强度是B， 角速度是ω， 经过时间t，线圈 转过的角度是ωt ，ab边的线 速度v 方向跟磁感线方向的夹角也等 于ωt ，ab边的长度是L ，则ab边的感应电动势是： e=BLV sinωt v v ωt 又是串联的，所以这一瞬间整个线圈中的感应电动 cd边的感应电动势跟ab边中的大小相同，而且两边 势为： e=2BLV sinωt 令Em=2BLV，即 e=Em sinωt 此式表明：发电机运转时线圈中产生的感应电动势 随时间按正弦规律变化。 四、旋转电枢式发电机和旋转磁极式发电机 特点： 旋转电枢式发电机：电压一般不超过５００Ｖ 旋转磁极式发电机：可提供高压，大型发电机都 是旋转磁极式的? 请同学们自学课本P48 五、交流电的电能从哪里来？ 从能量转化的角度看，是机械能转化为电能。 按所用原动力机分为水轮发电机，汽轮发电机，柴油发电机，蒸汽轮发电机。 1.关于线圈在匀强磁场中转动产生的 交变电流,以下说法中正确的是: A、线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向 ??????? 就改变一次，感应电动势方向不变 ???????B、线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C、线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感 ???????应电流的方向都要改变一次 D、线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向 ??????? 都要改变一次 五、课堂练习 C 2、某交流发电机，矩形线圈的AB边长为50cm．在磁感应强度为０.1T的匀强磁场中匀速转动，AB边和CD边的线速度均为4m/s。试求线圈平面跟磁感线平行时．线圈中产生的感应电动势。若线圈接上外界电路后的总电阻为0.2Ω．则在此位置线圈中电流的瞬时值为多大? 小 结