高中物理51 交變電流 課件人教版選修3-2

1、5.1 交 變 電 流,直流電(DC)電流方向不隨時(shí)間而改變,一、交變電流,按下圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示,交變電流(AC),交變電流(交流):大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流.,交流發(fā)電機(jī)模型的原理簡(jiǎn)圖,二、交變電流的產(chǎn)生,矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),,,為了能更方便地說明問題，我們將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖來分析.,(甲),B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面,沒有邊切割磁感應(yīng)線,B∥S，φ=0，E最大，

2、I最大， 感應(yīng)電流方向b到a,(乙),a（b）、d（c）邊垂直切割磁感應(yīng)線，,(丙),B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面,B∥S，φ=0，E最大，I最大， 感應(yīng)電流方向a到b,設(shè)正方形線圈的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中繞垂直于磁場(chǎng)的對(duì)稱軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示，ab和cd邊垂直于紙面，轉(zhuǎn)軸為O．,1、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流方向改變多少次？2、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通量最大？這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是最大還

3、是最?。?、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通量最小？這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是最大還是最??？,回答問題：,4、試推導(dǎo)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的變化規(guī)律公式。,1．中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面． （1）線圈經(jīng)過中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零（ ab和cd邊都不切割磁感線），線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零． （2）線圈經(jīng)過中性面時(shí)，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次．,三．交變電流的變化規(guī)律 　　

4、以線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻t線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（ab和cd邊切割磁感線 ）,所以,令,則有,e為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t的瞬時(shí)值，Em為電動(dòng)勢(shì)的最大值（峰值）．,=NB ωS,成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)．,（1）電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化,（2）電流按正弦規(guī)律變化,（3）電路上的電壓按正弦規(guī)律變化,電流　　　　　　　　通過R時(shí)：,四、交流電的圖像,,,,,,五、交變電流的種類,,(1)正弦交流電,(2)示波器中的鋸齒波掃描電

5、壓,(3)電子計(jì)算機(jī)中的矩形脈沖,(4)激光通信中的尖脈沖,1、交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。,,3、交變電流的變化規(guī)律：（1）方向變化規(guī)律-------線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次。,（2）大小變化規(guī)律-------按正弦規(guī)律變化： e=Emsinωt Em=NBSω叫電動(dòng)勢(shì)的最大值 i=Im

6、sinωt Im=Em/R叫電流的最大值 u=Umsinωt Um=ImR叫電壓的最大值,,小結(jié),2、矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),１、交變電流：　　　　和　 　　都隨時(shí)間 做　　 的電流叫做交變電流． 電壓和電流隨時(shí)間按　　　　　　變化的交流電叫正弦交流電．２、交流電的產(chǎn)生：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直

7、于磁場(chǎng)方向的中心軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生　　　　　　?。?、當(dāng)線圈平面垂直于磁感線時(shí)，線圈各邊都　　 不切割磁感線，線圈中沒有感應(yīng)電流，這樣的位置叫做　　　?。€圈平面每經(jīng)過　 　 中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，因此線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變　　　?。?大小,方向,周期性變化,正弦規(guī)律,感應(yīng)電流,中性面,兩次,４、線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值是Em，那么在任一時(shí)刻t感應(yīng)電

8、動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e為　　　　　　　 ?。艟€圈電阻為Ｒ，則感應(yīng)電流的瞬時(shí)值Ｉ為　　　　　　　　．,e= Emsinωt,i= (Em/R)·sinωt,1. 矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)線圈ab邊長(zhǎng)為20cm，ad邊長(zhǎng)為10cm，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.01T，線圈的轉(zhuǎn)速n=50r/s，求：電動(dòng)勢(shì)的最大值及對(duì)應(yīng)的線圈位置。,0.0628V 線圈平面與磁場(chǎng)方向平行。,,2. 如圖所示：匝數(shù)為N、面積為S的矩形線圈在勻