第02章 交变电流与发电机（课件2）含实验视频-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（沪科版选修3-2）

第二章 交变电流与发电机 学案1 怎样产生交变电流　 1 演示:观察直流电和交变电流的波形图 1、直流电流(DC) 2、交变电流(AC) 方向不随时间变化的电流称为直流电。电池供给的电流,大小和方向都不随时间变化,所以属于直流. 家庭电路中的电流,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。 一、什么是交变电流 实验说明了什么? 一、什么是交变电流 1 下列表示交变电流的有（ ） i i t t i t (A) (B) (C) (D) 0 0 0 0 t (E) 0 t e u 根据交变电流的定义分析，是否属于交变电流关键是看电流方向是否发生变化，而不是看大小． 5 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动 二、交流发电机 二、交流发电机 交变电流产生示意图： 1、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 2、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中电流最大? 4、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经过负载流向F的电流记为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。 B⊥S Φ最大 E=0 I=0 中性面 垂直磁场方向的平面叫做中性面。 线圈经过中性面时，Φ最大，但线圈中的电动势为零 A(B) D(C) 将立体图转化为平面图 二、交流发电机 过程分析 二、交流发电机 过程分析 B∥S Φ=0 E最大 I最大 感应电流方向B到A 线圈与磁场平行时，Φ最小，但线圈中的电动势最大 A(B) D(C) 二、交流发电机 过程分析 D(C) A(B) B B⊥S Φ最大 E=0 I=0 中性面 B∥S Φ=0 E、I最大 感应电流方向C到D V // B V⊥B D(C) A(B) B 二、交流发电机 线圈平面与磁感线垂直的位置 （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，线圈中的电动势为零 （3）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次 （2）线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的电动势为最大。 中性面 11 线框在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到如图所示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是(　　) A．磁通量和感应电动势都在变大 B．磁通量和感应电动势都在变小 C．磁通量在变小，感应电动势在变大 D．磁通量在变大，感应电动势在变小 由题图可知，Φ＝Φmcos θ，e＝Emsin θ， 所以磁通量变大，感应电动势变小． 2 则有 e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）． 以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线） 二、交流发电机 （1）电动势按正弦规律变化 （2）电流按正弦规律变化 （3）电路上的电压按正弦规律变化 电流　　　　　　　 通过R时： 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时 二、交流发电机 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=Emsin ωt=400sin314t 电动势瞬时值的表达式为： 电流峰值为： Im=Em/R=400÷2000A=0.2A 电流瞬时值的表达式为： i=Imsin ωt=2sin314t 3 教学录像:交流发电机结构 科学漫步 交流发电机 三、旋转电枢式发电机和旋转磁极式发电机 旋转电枢式发电机 三、旋转电枢式发电机和旋转磁极式发电机 旋转磁极式发电机 秦山核电站 四、交变电流的能量从哪里来 内蒙古准格尔热电厂 四、交变电流的能量从哪里来 达板城风力发电站 四、交变电流的能量从哪里来 1．如图所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsin ωt的图是(　　) 线圈只有在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，且从中性面开始计时，产生的电动势e＝BSωsin ωt，由此判断，只有A选项符合． 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随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是( ) T1时刻通过线圈的磁通量为零； T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大； T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大； 每当e变换方向时