3.1 交变电流 课件-高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第三章

交变电流3.1交变电流导学生电源例1：在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是（）ABDtiABDC干电池思1、结合三维图和二维图，根据线框的不同位置，判断是否有感应电流？以及感应电流的方向？在三维图中画出电流方向？2、线圈转动一周，电流方向改变多少次？2次议1、矩形线圈AB、CD宽L1，AD、BC长L2，磁感应强度是B，设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经过时间t，求此时的感应电动势.BvA(B)D(C)t=0θv11v⊥θ线圈与中性面的夹角是多少？AB边的速度多大？AB边切割磁感线的有效速度多大？AB边中的感应电动势多大？⑥若为N匝线圈，则感应电动势多大？2、请根据你得到的电动势和时间的关系画图像⑤整个线圈中的感应电动势多大？议3、若已知，导线框电阻为r，外接电阻为R，则干路电流i和路端电压u与时间t的关系也是正弦图像吗？4、磁通量关于时间的变化是什么样的？e=0时，Φ=_____e=Em时，Φ=_____5、中性面：垂直磁场方向的平面Φuie评BvA(B)D(C)中性面ωtt=0

v‖v⊥ωt若线圈从中性面的垂面（峰值面）开始计时，e-t、Φ-t图像如何改变？负载两端电压变化规律：流过负载的电流变化规律：说明：物理学中，正弦交变电流与余弦交变电流(本质规律都相同)统称为正弦式交流电线圈（叫电枢）→产生感应电动势磁极→产生磁场①基本组成②基本种类旋转电枢式→电枢动，磁极不动旋转磁极式→磁极动，电枢不动三、交流发电机

无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子。评电压高会火花放电、电枢无法做大高电压、高功率输出例2：一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=100πrad/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。解：假定发电机从线圏中性面开始计时，线圏中电动势的瞬时表达式为：e=Emsinwt数据代入：e=400sin100πt不计发电机线圈内阻，电流中电流峰值：所以瞬时值：i=Imsinwt=0.2sin100πt.检例3：KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度w匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角到达30°的时刻，导线框中产生的瞬时电动势e的大小是多少?标出线框此时电流的方向。已知线框按俯视的逆时针方向。解：Kl边与磁场方向成30°时，线圈平面与中性面夹角为60°。此时感应电动势为：e=Emsinwt=BSwsin60°代入数据得：检课堂小结一、交变电流①交流电：大小和方向都随时间做周期性变化②直流电：方向不随时间变化大小不变变化（恒定电流）二、交变电流的产生①线圈旋转过程中只有AB和CD边在做切割磁感线的运动，产生E感②线圈每转动一周，两次经过中性面，交流电的方向改变两次。③中性面：与磁场垂直的平面特点：磁通量最大，E感=0，I感=0。④与中性面垂直的平面：磁通量为0，E感最大，I感最大。三、交变电流的变化规律e=Emsinwt感应电动势：（Em为峰值，Em=NBSw）路端电压：电路中的电流：u=Umsinwti=Imsinwt线圈（叫电枢）→产生感应电动势磁极→产生磁场①基本组成②基本种类旋转电枢式→电枢动，磁极不动旋转磁极式→磁极动，电枢不动四、交流发电机无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子。第三章

交变电流3.1交变电流第二课时导导思议1、有多个面积相同的不同形状的单匝线圈，以相同的角速度从中性面开始绕垂直磁场方向的轴匀速转动，问它们产生的峰值电动势Em相同吗?×

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×2、转轴位置不同时产生的峰值电动势Em相同吗?×

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×评×

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×ABCDABCD1、从如图位置开始匀速转动，问e-t图像？2、若以CD为轴匀速转动画出大致的e-t图像，并判断是否是交流电？例1:如图所示，一半径为r＝10cm的圆形线圈共N=100匝，在磁感应强度

的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线OO′以n＝600r/min的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置(图中位置)时开始计时。(1)写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式。(2)求线圈从图示位置开始在

时的电动势的瞬时值。(3)求线圈从图示位置开始在

时间内的电动势的平均值。检例2：一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示。则下列说法中正确的是A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直B．t＝0.01s时刻，Φ的变化率为0C．t＝0.02s时刻，感应电动势达到最大D．从t＝0.01s时刻至t＝0.03s时刻线圈转过的角度是D检例3：如图甲所示