5.1 交变电流(课件)-【点石成金系列】2021-2022学年高中物理课件（人教版选修3-2）

5.1 交变电流 公路旁，旷野上，坚实的钢架托着、吊着粗大的金属线，仿佛由天际而来，向天际而去…… 这些由发电厂、变电站而来的输电线，将电能输送到乡村、工厂，输送到千家万户。 电，每时每刻都在为人类做着巨大贡献。 来自发电厂的电有什么特征？ 我们怎样才能更好的利用它？  转子 电刷 电刷 定子 一、交变电流的概念 【演示1】 观察小灯泡的发光情况 “亮”、“闪” 闪: 亮: 通过灯泡电流大小是变化 说明有电流通过灯泡 线框中产生的感应电流强度大小是变化的 【演示2】 观察二极管的发光情况 交替发光 通过二极管的电流方向是周期性变化的 线框中产生的感应电流方向是变化的 G 1.交变电流（AC）:大小和方向都随时间做周期性的变化.简称交流。 2.直流电（DC） ：方向不随时间变化的电流 0 i t 恒定直流 0 i t 脉动直流电 交变电流与直流电的概念 3.说明： （1）方向呈周期性变化是判断交流的标准。 （大小不变，方向改变的电流也是交流） （2）交变电流经电子电路处理后可变成直流。 （3）直流 恒定电流：大小和方向不随时间变化的电流 脉动直流：方向不变，大小随时间变化的电流 4、几种常见的交变电流的种类 (1)正弦式交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲 【典例1】如图所示，属于交流电的是(　　) C 例2：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（ ） ABD t i A B C D 1、交流发电机的基本构造 E F 基本组成： 定子：不动的部分叫定子--磁极(产生匀强磁场) 转子：转动的部分叫转子--电枢(产生感应电动势的线圈) 作用：将机械能转化为电能 转子 定子 二、交变电流的产生 abcd——线圈（切割磁感线） K、L——圆环 E 、 F——电刷 ｝ 使线圈在转动时保 持与外电路的连接 电站的发电机 定子、转子、旋转电枢（磁极） 思考讨论： 为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？ 交变电流产生示意图： 将立体图转化为侧视图来分析 A B C D v 问题:当线圈在磁场中绕轴转动时,哪些边切割磁感线? v∥B，没有边切割磁感线。 1.起始位置 特点：1.B⊥S，φ最大 2.没有切割，E=0，I=0 此时位置称之为--中性面 B⊥S，φ最大 E=0，I=0 A(B) D(C) 乙 A B C D 2.向左转过90度 a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线， 特点：1.B∥S，φ=0，E最大，I最大， E最大，I最大 2.感应电流方向DCBA B∥S，φ=0 A B C D D(C) A(B) B 3.转过180度 v∥B，没有边切割磁感线。 特点：B⊥S，φ最大 没有切割，E=0，I=0 此时位置称之为--中性面 B⊥S，φ最大，E=0 B⊥S，φ最大 A B C D D(C) A(B) B 4.转过270度 特点：1.B∥S，φ=0，E最大，I最大， a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线， E最大，I最大 2.感应电流方向ABCD B∥S，φ=0 A B C D v 没有边切割磁感线。 I=0 中性面 I方向：dcba I=0 中性面 I方向：abcd 思考： 1、线圈转动一周，电流方向改变多少次？ 2、线圈转到什么位置时磁通最大？这时感应电动势最大还是最小？ 3、线圈转到什么位置时磁通最小？这时感应电动势最大还是最小？ 2次 中性面时磁通量最大，感应电动势最小 与中性面垂直时磁通量最小，感应电动势最大 o D C B A D A C B 1.中性面：垂直磁场方向的平面． （1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大φ=BS，但△φ/△t =0最小，（ab和cd 边都不切割磁感线），线圈中的感应电动势为零． （2）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.线圈平行于磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感应电动势最大。 3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，是产生交变电流的一种方式，不是唯一方式。 （例如：线圈不动，磁场按正弦规律变化也可以产生正弦式交变电流） 结论： 20 对比分析 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 每经过中性面一次， 电流方向就改变一次。 此时线圈具有的特点 1.线圈平面与磁场垂直(B⊥S)，速度方向与磁场方向平行(B//v) 2.磁通量: 3.感应电动势: 5.感应电流: 4.磁通量的变化率: v v Φ=BS 最大 E=0 ∆Φ/∆t= 0 I=0 将立体图转化为平面正视