人教版物理選修3-2 第五章 第一節(jié) 交變電流(共31張PPT)

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1、三峽水電站三峽水電站交交 變變 電電 流流1、直直流電流電流流(DC)方向不隨時間變化的電流方向不隨時間變化的電流2、交交變電變電流流(AC)一、交變電流的概念一、交變電流的概念做一做做一做交流發(fā)電機模型交流發(fā)電機模型二、交變電流的產(chǎn)生二、交變電流的產(chǎn)生1 1、線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的、線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸軸勻速勻速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動二、交變電流的產(chǎn)生二、交變電流的產(chǎn)生2 2、過程分析、過程分析將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖（1）BS最大最大E=0=0I=0=0中性面中性面垂直磁場方向的平面叫做垂直磁場方向的平面叫做中性面。中性面。線圈經(jīng)過線圈經(jīng)過中性面中性面時，時，最大最大

2、，但線圈中，但線圈中的的電動勢為零電動勢為零2 2、過程分析、過程分析/ （2）BS=0=0E E最大最大I I最大最大感應電流方向感應電流方向a到到b線圈與磁場平行時，線圈與磁場平行時，最小最小，但線，但線圈中的圈中的電動勢最大電動勢最大(VB)BS最大最大E=0、I=0中性面中性面BS=0E、I最大最大感應電流方向感應電流方向b到到a/ VB線圈轉(zhuǎn)動一周，經(jīng)過中性面幾次線圈轉(zhuǎn)動一周，經(jīng)過中性面幾次?電流方電流方向改變幾次向改變幾次?思考與討論：思考與討論： 1.中性面中性面：垂直磁場方向的平面垂直磁場方向的平面（1）線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的）線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的磁通量磁通量=B

3、S最大最大，但，但/t =0 最小最小，（，（ ab和和cd邊都不切割邊都不切割磁感線），線圈中的感應磁感線），線圈中的感應電動勢為零電動勢為零（2）線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)）線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動動一周一周，兩次兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次兩次2.線圈平面與磁感線平行時，線圈平面與磁感線平行時，=0，/t最大最大，感應電動勢最大感應電動勢最大。 以線圈經(jīng)過中性面開始計時，切割邊以線圈經(jīng)過中性面開始計時，切割邊L1，另一邊，另一邊L2,推推導任意時刻導任意時刻t線圈中的感應電動勢（線圈中的感應電動勢（演示演示 ）tvNBLesin

4、2122Lv又tLLNBesin2121LLNBEm令則有 tEemsin=NBS三、三、交變電流的變化規(guī)律交變電流的變化規(guī)律 e為電動勢在時刻為電動勢在時刻t的瞬時值，的瞬時值，Em為電動勢的最大值（峰值）為電動勢的最大值（峰值）NBStEemsin1、電動勢按正弦規(guī)律變化、電動勢按正弦規(guī)律變化2 2、電流按正弦規(guī)律變化、電流按正弦規(guī)律變化 tIimsin3 3、電壓按正弦規(guī)律變化、電壓按正弦規(guī)律變化 tUumsin 電流電流i通過通過R時：時： .RIUiRumm，成立條件：成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強磁場，經(jīng)中性面時開始計時轉(zhuǎn)軸垂直勻強磁場，經(jīng)中性面時開始計時m axn BSEeoEmT/4T

5、/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt tabcdKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB四、交流電的圖像四、交流電的圖像 et0Em-Emit0Im-Im(1)(1)正弦交流電正弦交流電(2)(2)示波器中的鋸齒波掃描電壓示波器中的鋸齒波掃描電壓(3)(3)電子計算機中的矩形脈沖電子計算機中的矩形脈沖(4)(4)激光通信中的尖脈沖激光通信中的尖脈沖五、交變電流的種類五、交變電流的種類六、交流發(fā)電機六、交流發(fā)電機1、組成：、組成：用來產(chǎn)生感應電動勢的線圈（叫電樞）用來產(chǎn)生感應電動勢的線圈（叫電樞） 用來產(chǎn)生磁場的磁極用來產(chǎn)生

6、磁場的磁極 2、種類、種類 旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機 轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子，不動的部分叫定子轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子，不動的部分叫定子 、交流電的產(chǎn)生：矩形線圈在勻強磁場中、交流電的產(chǎn)生：矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速旋轉(zhuǎn)時，線圈中就繞垂直于磁場方向的軸勻速旋轉(zhuǎn)時，線圈中就產(chǎn)生產(chǎn)生 。如果從中性面開始計時，產(chǎn)生的。如果從中性面開始計時，產(chǎn)生的是是_,_,如果從垂直中性面開始計時，如果從垂直中性面開始計時，產(chǎn)生的是產(chǎn)生的是_ _ _。 、交變電流：、交變電流：和和 都隨時都隨時間做間做 的電流叫做交變電流電壓和的電流叫做交變電流電壓和電流隨時間按電流隨

7、時間按 變化的交流電叫正弦變化的交流電叫正弦交流電。交流電。 課堂練習課堂練習 、當線圈平面垂直于磁感線時，線圈各邊、當線圈平面垂直于磁感線時，線圈各邊都不切割磁感線，線圈中沒有感應電流，這樣都不切割磁感線，線圈中沒有感應電流，這樣的位置叫做的位置叫做 線圈平面每經(jīng)過中性面線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應電流方向就改變一次，因此線圈轉(zhuǎn)一次，感應電流方向就改變一次，因此線圈轉(zhuǎn)動一周，感應電流方向改變動一周，感應電流方向改變、線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是、線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是，線，線圈中的感應電動勢的峰值是圈中的感應電動勢的峰值是E Em m，那么在任一時，那么在任一時刻刻t t感應電動

8、勢的瞬時感應電動勢的瞬時值值e e為為若若電路總電阻為電路總電阻為，則感應電流的瞬時值，則感應電流的瞬時值為為 0Em -Emt5在如圖所示的幾種電流隨時間變化的圖線在如圖所示的幾種電流隨時間變化的圖線中，屬于交流電的是中，屬于交流電的是_，屬于正弦交變，屬于正弦交變電流的是電流的是_ 。tiABCDA B DA6. 一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應電動勢隨平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖所示，下面說法中正確的時間的變化規(guī)律如圖所示，下面說法中正確的是是( )：A.T1時刻通過線圈的磁通量為零；時

9、刻通過線圈的磁通量為零；B. T2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大；時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大；C.T3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大；最大；D.每當每當e變換方向時，通過線圈的磁通量的絕變換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大對值都為最大。 D8. 8. 一臺發(fā)電機產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的交流電，感應一臺發(fā)電機產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的交流電，感應電動勢的最大值為電動勢的最大值為311V311V，線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度，線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度100rad/s100rad/s。 （1 1）寫出感應電動勢的瞬時值表達式。）寫出感應電動勢的瞬時值表

10、達式。 （2 2）若該發(fā)電機只與含電阻的負載組成閉合電路，）若該發(fā)電機只與含電阻的負載組成閉合電路，電路的電路的 總電阻為總電阻為100100，試寫出通過負載的電流強度，試寫出通過負載的電流強度的瞬時表達式，在的瞬時表達式，在t=1/120st=1/120s時電流強度的瞬時值為多時電流強度的瞬時值為多少？少？ （3 3）線圈從中性面轉(zhuǎn)過）線圈從中性面轉(zhuǎn)過180180度的過程中，電動勢的最度的過程中，電動勢的最大值、平均值分別是多少？大值、平均值分別是多少？（4 4）轉(zhuǎn)動過程中磁通量的變化率最大值是多少？）轉(zhuǎn)動過程中磁通量的變化率最大值是多少？答案答案（1）e=311Sin100t （2）I=3.11Sin（100*1/120）=3.11*1/2=1.55（A）（3）E m=311V E=N/t=2NBS/198V（4）/t=311/N（Wb/s）