粤教版高二物理选修3-2原创课件-5.1认识交变电流

认识交变电流 广东高中物理3-2 电磁感应 G i t 0 i t 0 匀速运动 匀加速运动 R r v0 B L 例1：如图所示，若导体棒分别以初速度v0做匀速运动和加速度为a的加速度运动，试写出电流i与时间t的关系式，并大致画出其图像，同时比较它们的异同点。 大小和方向都不变 方向不变，大小变化 恒定电流 直流电流(DC) 方向不随时间变化的电流称为直流。例如电池供给的电流，导轨匀速切割磁感线产生的电流。 1.直流电流(DC): 2.交变电流(AC): 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。 交变电流是如何产生的呢？(以家庭用电为例) A 正弦式交流电：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，就会产生正弦式的交变电流。 为什么如此就可以产生正弦式交流电了呢？ B v A(B) D(C) t = 0 θ 例2：如图所示，已知矩形线圈ABCD在磁感应强度为B的匀强磁场中转动的角速度为ω，AB、CD长度为L1，BC、AD长度为L2，若线圈从与磁场垂直的平面(中性面)开始计时，试写出经过时间t后，线圈产生的瞬时感应电动势？ e = 2BL1 ωsin ωt = BSωsin ωt L2 2 特别提醒：e = BSωsin ωt适用于任何形状的线圈和不同的转轴，若线圈不是单匝线圈(N匝)，应写成 e = NBSωsin ωt。 峰值:Em= NBSω B v A(B) D(C) t = 0 θ 若线圈从与磁场平行的平面(与中性面垂直)开始计时，则表达式和图像又是怎么样子的呢？ e = NBSωcos ωt=Em cos ωt 另一种推导方式： 无论是正弦式交流电，还是余弦式交流电，统称为正弦式交流电(本质规律都相同)。 求解交变电流的瞬时值答题步骤： (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。 例3：如图所示，一半径为r＝10 cm的圆形线圈共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＝600 r/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。 e O T/4