§3.1 交变电流-《2021-2022学年高二物理同步备课精选课件（人教版选择性必修第二册)》

§3.1　交 变 电 流 １.直流电(DC)： 电流方向不随时间而改变 ２.交变电流(AC)： 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 一.电流的分类： 例题：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　　　　　 。 t i A B C ABD D 交流发电机模型的原理简图 二、交变电流的产生： 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。 教师看图解释，教师指出：线圈的中性面的位置． 二、交变电流的产生 为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平面图来分析 (甲) B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面 没有边切割磁感应线 二、交变电流的产生 B∥S，φ=0，E最大，I最大，感应电流方向b到a (乙) a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线， 二、交变电流的产生 (丙) B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面 二、交变电流的产生 没有边切割磁感应线 B∥S，φ=0，E最大，I最大，感应电流方向a到b 二、交变电流的产生 a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线， (丁) B A(B) D(C) B A(B) D(C) B A(B) D(C) B A(B) D(C) B A(B) D(C) 二、交变电流的产生： 立体图 平面图 e 电流方向 最大 最大 0 0 无 无 DCBAD ABCDA 0 无 × × B A(B) D(C) 1．中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面． （1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但ab和cd边都不切割磁感线，所以线圈中的电动势为零． （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． 强调:关于中性面 B A(B) D(C) 设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以恒定角速度匀速转动，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O。 1．线圈转动一周，多少次经过中性面?电流方向改变多少次? 2．线圈转到什么位置时磁通量最大?这时感应电动势是最大还是最小? 3．线圈转到什么位置时磁通量最小?这时感应电动势是最大还是最小? 思考与讨论 . a(b) c(d) O ． B 教师强调指出：线圈的中性面． 令 e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）． 三、交变电流的变化规律： 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 . . a(b) c(d) θ θ θ ω= Δt Δ θ θ = ωt （ab和cd边切割磁感线） v = rω v=ω ２ Ｌ 则有 （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：　　　　　　　 三、交变电流的变化规律： 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时 通过R时： e B A(B) D(C) B A(B) D(C) B A(B) D(C) B A(B) D(C) B A(B) D(C) 立体图 平面图 × × 电流方向 e 最大 最大 0 0 无 无 DCBAD ABCDA 0 无 o T/4 2T/4 3T/4 T π/2 π 3π/2 2π ωt t 四、交流电的图像 a b c d K L A B a b c d K L A B a b c d k L A B a b c d k L A B a b c d k L A B 五、交变电流的种类 乙：示波器中的锯齿波扫描电压 甲：家庭电路中的正弦交变电流 丙：电子计算机中的矩形脉冲 丁：激光通信中的尖脉冲 交流发电机的基本结构 交流发电机 ３、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做　　　　．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变　　　　． ２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生　　　　　　　． １、交变电流：　　　和　　　都随时间做　 的电流叫做交变电流．电压和电流随时间按　 　　　变化的交流电叫正弦交流电 大小 方向 正弦规律 感应电流 中性面 两次 周期性变化 课堂练习 ４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为　　　　　　　　．若线圈电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为　 　　　　 　　． 0 Em e -Em t e=Emsinωt i=(Em/R)·sinωt 课堂练习 ５、交流发电机有两种，即　　　　　、　　　　　．其中转动 的部分叫　　，不动的部分叫　　．发电机转子是由　 　、 　　　或其它动力机