5.1 交变电流ppt课件

1、5.1 交变电流三峡水电站三峡水电站1;.1 1了解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。了解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。2 2掌握交变电流的变化规律及表示方法。掌握交变电流的变化规律及表示方法。3 3了解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。了解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。2判一判：判一判： 在如下图的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是在如下图的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是 。一、阅读课本一、阅读课本 初步感知初步感知阅读课本第一自然段，思索并回答：阅读课本第一自然段，思索并回答： 恒定电流、直流电、交变电流的区别是什么？恒定电流、直

2、流电、交变电流的区别是什么？A B DA B DtiABCD3直流电直流电(DC)(DC)电流方向不随时间而改动电流方向不随时间而改动4一、交变电流一、交变电流按以下图所示进展实验演示按以下图所示进展实验演示5一、交变电流一、交变电流(AC)(AC) 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。6 二、交变电流的产生二、交变电流的产生根据上面的表示图，思索以下问题：根据上面的表示图，思索以下问题：1 1、线圈转动过程中，哪些边会产生电动势？、线圈转动过程中，哪些边会产生电动势？2 2、当线圈转到什么位置时，线圈中没有电动势电流，转到什么位置时，线

3、圈中电动势、当线圈转到什么位置时，线圈中没有电动势电流，转到什么位置时，线圈中电动势电流最大？在这些位置，线圈的磁通量有何特点？电流最大？在这些位置，线圈的磁通量有何特点？3 3、在线圈由甲转到乙的过程中，、在线圈由甲转到乙的过程中，ABAB边中电流向哪个方向流？在线圈由丙转到丁的过程中，边中电流向哪个方向流？在线圈由丙转到丁的过程中，ABAB边中电流向哪个方向流？边中电流向哪个方向流？ 请独立思索后，小组内交流，达成一致意见后，代表发言、展现。请独立思索后，小组内交流，达成一致意见后，代表发言、展现。ab边、边、cd边边7画一画：为了能更方便地分析、阐明问题，请将立体图转化为平面图，画到他的

4、练习本上。画一画：为了能更方便地分析、阐明问题，请将立体图转化为平面图，画到他的练习本上。8 二、交变电流的产生二、交变电流的产生S B S B 最大最大 E=0 E=0 I=0 I=0 中性面中性面S B =0S B =0E E最大最大I I最大最大方向方向 a a到到b bS B S B 最最大大 E=0 , I=0 E=0 , I=0 中性面中性面S B =0S B =0E E最大最大I I最大最大方向方向 b b到到a a甲想一想：想一想： 线圈转动一周，多少次经过中性面线圈转动一周，多少次经过中性面?电流方向改动多少次电流方向改动多少次?9 中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性

5、面。中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面。 特点：特点：1 1线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零 ab ab和和cdcd边都不边都不切割磁感线，线圈中的电动势为零，电流为零。切割磁感线，线圈中的电动势为零，电流为零。2 2线圈经过中性面时，电流将改动方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改动线圈经过中性面时，电流将改动方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改动两次两次10 如下图，矩形线圈如下图，矩形线圈abcdabcd在匀强磁场在匀强磁场B B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度中绕垂直于磁场

6、的对称轴以角速度匀速转动，设匀速转动，设abab、cdcd边长为边长为L1L1，adad、bcbc边长为边长为L2L2， ab ab和和cdcd边垂直于纸面，转轴为边垂直于纸面，转轴为O O以线圈经过中性面开场计时。以线圈经过中性面开场计时。那么经时间那么经时间t tO1、线圈与中性面的夹角是多少？、线圈与中性面的夹角是多少？ 2、ab边的速度是边的速度是多大？多大？ 3、 ab边的速度方向与磁场方向夹角边的速度方向与磁场方向夹角多大？多大？4、 ab边产生感应电动势多大？边产生感应电动势多大？5、线圈中产生的感应电动势多大？、线圈中产生的感应电动势多大？v1v2tL2/2t请各小组讨论后选代

7、表回答。请各小组讨论后选代表回答。tLBLBLveabsin221三交变电流的变化规律三交变电流的变化规律 tBStLBLsinsin22e2111成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开场计时成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开场计时 1电动势按正弦规律变化tEemsin2 2电流按正弦规律变化电流按正弦规律变化 tIimsin3电路上的电压按正弦规律变化 tUumsin 电流经过R时： tIimsin.RIUiRumm，e e为电动势在时辰为电动势在时辰t t的瞬时值，的瞬时值，EmEm为电动势的最大值为电动势的最大值- -峰值峰值那么有 tEemsinBSEm令 12四、交流电的图像

8、四、交流电的图像 13五、交变电流的种类五、交变电流的种类141 1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。、交变电流：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-线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改动一次；线圈转动一线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改动一次；线圈转动一周，感应电流的方向改动两次。周，感应电流的方向改动两次。 2 2大小变化规律大小变化规律-按正弦规律变化：按正弦规律变化： e=Emsint Em=NBS e=Emsint Em=NBS i=Imsint Im=Em/R i=

9、Imsint Im=Em/R u=Umsint Um=ImR u=Umsint Um=ImR 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瞬瞬时时值值最最大大值值151. 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：电动势的最大值及对应的线圈位置。，求：电动势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。线圈平面与磁场方向平行。

10、课堂练习课堂练习16课堂练习课堂练习17;. 3、 一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的，线圈在磁场中转动的角速度角速度100rad/s。 1写出感应电动势的瞬时值表达式。写出感应电动势的瞬时值表达式。 2假设该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的假设该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的 总电阻为总电阻为100，试写出经过负载，试写出经过负载的电流强度的瞬时表达式，在的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？时电流强度的瞬时值为多少？3线圈从中性面转过线圈从中

11、性面转过180度的过程中，电动势的最大值、平均值分别是多少？度的过程中，电动势的最大值、平均值分别是多少？4转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？答案答案1e=311Sin100t 2I=3.11Sin100*1/120=3.11*1/2=1.55A3E m=311V E=N/t=2NBS/198V4/t=311/NWb/s课堂练习课堂练习18课堂练习课堂练习4、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的变化如下图,下面说法中正确的选项是 A.t1时辰经过线圈的磁通量为零B.t2时辰经过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时辰经过线圈的磁通量的绝对值最大D.每当e变换方向时，经过线圈的磁通量绝对值最小et0t1t