人教版高二物理选修3251交变电流课件24张PPT

1、 第五章第五章 交变电流交变电流直流(dc)电流方向不随时间而改变 恒定电流：强弱和方向都不随时间改变的电流叫做恒定电流，简称直流。交流(ac)一、交变电流的概念一、交变电流的概念如何产生的呢？ 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动二、交变电流的产生二、交变电流的产生 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.(甲) bs， 最大， e=0 (v/b)(v/b), i=0 中性面（垂直磁场方向的平面）没有边切割磁感线过程分析（重点）过程分析（重点）bs，=0，e最大(vb)(vb)，i最大， 感应电流方向b到a(乙)a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，过程分析（重点）过

2、程分析（重点）(丙)bs， 最大， e=0 , i=0 中性面过程分析（重点）过程分析（重点）bs， =0，e最大，i最大， 感应电流方向a到b过程分析（重点）过程分析（重点） 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=bs，但/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.线圈平行于磁感线时，=0,/t最大，感应电动势最大。强调：过程分析（重点）过程分析（重点） 设正方形线圈的边长为l，在匀强磁场b中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，

3、ab和cd边垂直于纸面，转轴为o1线圈转动一周，电流方向改变多少次？2线圈转到什么位置时磁通量最大？这时感应电动势是最大还是最小？3线圈转到什么位置时磁通量最小？这时感应电动势是最大还是最小？回答问题：4试推导感应电动势大小的变化规律公式。三、交变电流的变化规律（重点） 22lv又tllnbesin2121llnbem令则有 teemsine为电动势在时刻t的瞬时值，em为电动势的最大值（峰值）nbs=nbstvnblesin21 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 成立条件：转轴垂直匀强磁场，成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时经中性

4、面时开始计时 （1 1）电动势按正弦规律变化）电动势按正弦规律变化teemsin（2 2）电流按正弦规律变化）电流按正弦规律变化 tiimsin（3 3）电路上的电压按正弦规律变化）电路上的电压按正弦规律变化 tuumsin 电流通过r时： tiimsin.riuirumm，三、三、交变电流的变化规律（交变电流的变化规律（重点） 交流电的变化规律还可以用图像来表示，在直角坐标系中，交流电的变化规律还可以用图像来表示，在直角坐标系中，横轴表示线圈平面跟中性面的夹角（或者表示线圈转动经过的时横轴表示线圈平面跟中性面的夹角（或者表示线圈转动经过的时间间t），纵坐标表示感应电动势），纵坐标表示感应电动

5、势e（感应电流（感应电流i）。）。四、交流电的图象四、交流电的图象teemsin五、交变电流的种类五、交变电流的种类(1)(1)正弦交流电正弦交流电(2)(2)示波器中的锯齿波扫描电压示波器中的锯齿波扫描电压(3)(3)电子计算机中的矩形脉冲电子计算机中的矩形脉冲(4)(4)激光通信中的尖脉冲激光通信中的尖脉冲1 1交变电流交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。3 3交变电流的变化规律：交变电流的变化规律：（1 1）方向变化规律方向变化规律-线圈平面每经过线圈平面每经过中性面中性面一次，一次，感应电流的感应电流的方向就改变方向就改变一次；线圈转

6、动一次；线圈转动一周一周，感应电，感应电流的方向改变流的方向改变两次两次。 （2 2）大小变化规律）大小变化规律-按按正弦规律正弦规律变化：变化： e=emsint em=nbs叫电动势的最大值叫电动势的最大值 i=imsint im=em/r叫电流的最大值叫电流的最大值 u=umsint um=imr叫电压的最大值叫电压的最大值 小结小结2矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动交变电流：交变电流：和和 都随时间都随时间做做 的电流叫做交变电流的电流叫做交变电流 电压和电流随时间按电压和电流随时间按变化的交变化的交流流电叫正弦交流电电叫正弦交流

7、电交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕交流电的产生：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，线圈垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生中就会产生当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都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，这样不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做的位置叫做线圈平面每经过中性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，感应电流方向改变圈转动一周，感应电流方向改变线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈中的感应电动势的峰值

8、是中的感应电动势的峰值是e emm，那么在任一时刻，那么在任一时刻t t感应电动势的瞬时值感应电动势的瞬时值e e为为 若线圈电阻为，则感应电流的瞬时若线圈电阻为，则感应电流的瞬时值值为为0em -em t1. 1. 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈abab边长为边长为20cm20cm，adad边长为边长为10cm10cm，磁感应强度，磁感应强度 b=0.01tb=0.01t，线圈的转速，线圈的转速n=50r/sn=50r/s，求：电动势，求：电动势的最大值及对应的线圈位置。的最大值及对应的线圈位置。0.0628v 0.0628v 线圈平面与磁场方向平行

9、。线圈平面与磁场方向平行。 2. 2. 如图所示：匝数为如图所示：匝数为nn、面积、面积为为s s的矩形线圈在匀强磁场的矩形线圈在匀强磁场b b中中匀速转动，角速度为匀速转动，角速度为，求线，求线圈从图示位置转过圈从图示位置转过180180度时间度时间内的平均感应电动势。内的平均感应电动势。. .e平均=s2n b /交流发电机简介科学漫步：科学漫步：交流发电机交流发电机 （1）发电机的基本组成：）发电机的基本组成： 用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）用来产生磁场的磁极用来产生磁场的磁极 （2）发电机的基本种类）发电机的基本种类 旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动） 无论哪种发电机，转动的部分叫转子，无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子不动的部分叫定子1下面哪些因素影响交流发电机产生的电动势下面哪些因素影响交流发电机产生的电动势的最大值的最大值 【 】a磁感强度磁感强度 b线圈匝数线圈匝数 c线圈面积线圈面积d线圈转速线圈转速 e线圈初始位置线圈初始位置2甲、乙两电路中电流与时间关系如图