人教版新教材《交变电流》课件1

第1节：交变电流习题课第1节：交变电流习题课1方向不随时间变化的电流称为直流电。例如电池供给的电流。大小和方向都随时间做周期性变化,这样的电流叫做交变电流。例如家庭照明电路中的电流。1、直流电流(DC)一、交变电流的概念2、交变电流(AC)复习方向不随时间变化的电流称为直流电。例如电池供给的电流。20it恒定直流0it半波整流0it全波整流脉冲直流0it恒定直流0it半波整流0it全波整流脉冲直流3示波器中的锯齿波扫描电压电子计算机中的矩形脉冲激光通信用的尖脉冲家庭电路中的正弦式电流示波器中的锯齿波扫描电压电子计算机中的矩形脉冲激光通信用的尖4二、交变电流的产生线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的中心轴匀速转动，就产生了交流电。二、交变电流的产生线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的中心轴匀速转5选取线圈运动过程中如图所示的几个特殊时刻进行研究1、过程分析选取线圈运动过程中如图所示的几个特殊时刻进行研究1、过程分析6A(B)D(C)将立体图转化为平面正视图此时线圈具有的特点线圈平面与磁场垂直，速度方向与磁场方向平行磁通量为最大磁通量的变化率为0感应电流为0，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次。感应电动势为0我们称为中性面人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1A(B)D(C)将立体图转化为平面正视图此时线圈具有7将立体图转化为平面正视图此时线圈具有的特点线圈平面与磁场平行，速度方向与磁场方向垂直磁通量为0磁通量的变化率最大感应电流最大感应电动势最大A(B)D(C)我们称为峰值面人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1将立体图转化为平面正视图此时线圈具有的特点线圈平面与磁场平行8ABCDBvA(B)D(C)t=0θv‖v⊥中性面如图，线圈从中性面开始转动，角速度ω。经过时间t，AB、CD宽L1，AD、BC长L2AB边中的感应电动势：线圈中的感应电动势：三、交变电流的一般变化规律

e1=BL1vsinθ

=BL1ωsinωtL22e

=2BL1ωsinωt=

BSωsinωtL22人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1ABCDBvA(B)D(C)t=0θv‖v⊥中性面9当线圈匝数为N时（1）电动势按正弦规律变化：e=Emsinωt转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时e

=NBL1L2ωsinωt=

NBSωsinωt令Em=NBSW则有e=Emsinωt1、交变电流的变化规律2、成立条件（2）电流按正弦规律变化：i=Imsinωt人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1当线圈匝数为N时（1）电动势按正弦规律变化：e=Em10e为电动势在时刻

t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）若线圈从峰值面的位置开始计时，e＝Emcosωt峰值与开始计时的位置及线圈转动的时间无关，与线圈形状无关，与转轴的位置无关e=Emsinωt人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值11规律物理量函数表达式图象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nBSωsinωt电压u＝Umsinωt＝sinωt电流i＝Imsinωt＝sinωt从中性面开始计时的各种图像人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1规律函数表达式图象磁通量Φ＝Φmcos12例1.矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是()A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线CD人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1例1.矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时13例2.一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间的变化如图所示，下列说法中正确的是(

)A.t1时刻通过的磁通量为零B.t2时刻通过的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e变换方向时通过的磁通量的绝对值最大人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1例2.一矩形线圈，绕垂直于匀人教版新教材《交变电流》课件p14【解析】因电动势按余弦规律变化，故初始时刻线圈处于垂直中性面的位置，至t1时刻恰好到达中性面，磁通量最大，A错；t2时刻又垂直中性面，磁通量为零，但其变化率最大，B错；t3时刻又到达中性面，磁通量最大，但其变化率为零，C错；e变换方向时正是其大小为零时，也恰好是磁通量最大时。【答案】D人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1【解析】因电动势按余弦规律变化，故初始时刻线圈处于垂直中性面15

例3.交流发电机在工作时的电动势为e=E0sinwt,若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为（）

AE0sinB2E0sinCE0sin2wtD2E0sin2wtD人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1例3.交流发电机在工作时的电动势为e=E0sin16D例4.如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时，电流方向为正．则下列四幅图中正确的是

(

)人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1D例4.如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕17人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》18

例5、一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，试写出电动势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式。e=EmsinWt=400sin314t解：电动势瞬时值的表达式为：电流峰值为：Im=Em/R=400÷2000=0.2A电流瞬时值的表达式为：i=ImsinWt=0.2sin314t人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1例5、一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电19

例6、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角速度100πrad/s。（1）写出感应电动势的瞬时值表达式。（2）若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100Ω，试写出通过负载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？（3）线圈从中性面转过180度的过程中，电动势的最大值、平均值分别是多少？（4）转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？答案（1）e=311Sin100πt

（3）E

m=311VE=NΔφ/Δt=2NBSω/π≈198V（2）I=3.11Sin（100π*1/120）=3.11*1/2=1.55（A）（4）Δφ/Δt=311/N（Wb/s）人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1例6、一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势20

第1节：交变电流习题课第1节：交变电流习题课21方向不随时间变化的电流称为直流电。例如电池供给的电流。大小和方向都随时间做周期性变化,这样的电流叫做交变电流。例如家庭照明电路中的电流。1、直流电流(DC)一、交变电流的概念2、交变电流(AC)复习方向不随时间变化的电流称为直流电。例如电池供给的电流。220it恒定直流0it半波整流0it全波整流脉冲直流0it恒定直流0it半波整流0it全波整流脉冲直流23示波器中的锯齿波扫描电压电子计算机中的矩形脉冲激光通信用的尖脉冲家庭电路中的正弦式电流示波器中的锯齿波扫描电压电子计算机中的矩形脉冲激光通信用的尖24二、交变电流的产生线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的中心轴匀速转动，就产生了交流电。二、交变电流的产生线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的中心轴匀速转25选取线圈运动过程中如图所示的几个特殊时刻进行研究1、过程分析选取线圈运动过程中如图所示的几个特殊时刻进行研究1、过程分析26A(B)D(C)将立体图转化为平面正视图此时线圈具有的特点线圈平面与磁场垂直，速度方向与磁场方向平行磁通量为最大磁通量的变化率为0感应电流为0，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次。感应电动势为0我们称为中性面人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1A(B)D(C)将立体图转化为平面正视图此时线圈具有27将立体图转化为平面正视图此时线圈具有的特点线圈平面与磁场平行，速度方向与磁场方向垂直磁通量为0磁通量的变化率最大感应电流最大感应电动势最大A(B)D(C)我们称为峰值面人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1将立体图转化为平面正视图此时线圈具有的特点线圈平面与磁场平行28ABCDBvA(B)D(C)t=0θv‖v⊥中性面如图，线圈从中性面开始转动，角速度ω。经过时间t，AB、CD宽L1，AD、BC长L2AB边中的感应电动势：线圈中的感应电动势：三、交变电流的一般变化规律

e1=BL1vsinθ

=BL1ωsinωtL22e

=2BL1ωsinωt=

BSωsinωtL22人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1ABCDBvA(B)D(C)t=0θv‖v⊥中性面29当线圈匝数为N时（1）电动势按正弦规律变化：e=Emsinωt转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时e

=NBL1L2ωsinωt=

NBSωsinωt令Em=NBSW则有e=Emsinωt1、交变电流的变化规律2、成立条件（2）电流按正弦规律变化：i=Imsinωt人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1当线圈匝数为N时（1）电动势按正弦规律变化：e=Em30e为电动势在时刻

t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）若线圈从峰值面的位置开始计时，e＝Emcosωt峰值与开始计时的位置及线圈转动的时间无关，与线圈形状无关，与转轴的位置无关e=Emsinωt人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值31规律物理量函数表达式图象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nBSωsinωt电压u＝Umsinωt＝sinωt电流i＝Imsinωt＝sinωt从中性面开始计时的各种图像人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1规律函数表达式图象磁通量Φ＝Φmcos32例1.矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是()A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线CD人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1例1.矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时33例2.一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间的变化如图所示，下列说法中正确的是(

)A.t1时刻通过的磁通量为零B.t2时刻通过的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e变换方向时通过的磁通量的绝对值最大人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1例2.一矩形线圈，绕垂直于匀人教版新教材《交变电流》课件p34【解析】因电动势按余弦规律变化，故初始时刻线圈处于垂直中性面的位置，至t1时刻恰好到达中性面，磁通量最大，A错；t2时刻又垂直中性面，磁通量为零，但其变化率最大，B错；t3时刻又到达中性面，磁通量最大，但其变化率为零，C错；e变换方向时正是其大小为零时，也恰好是磁通量最大时。【答案】D人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1【解析】因电动势按余弦规律变化，故初始时刻线圈处于垂直中性面35

例3.交流发电机在工作时的电动势为e=E0sinwt,若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为（）

AE0sinB2E0sinCE0sin2wtD2E0sin2wtD人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1例3.交流发电机在工作时的电动势为e=E0sin36D例4.如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时，电流方向为正．则下列四幅图中正确的是

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)人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1D例4.如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕37人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1人教版新教材《交变电流》课件ppt1人