新疆大学附属中学人教版高中物理选修3-2第五章5.1交变电流的产生及规律课件（28张PPT，含视频）

学习任何知识的最好方法是…… 你自己的探究! The Best Way To Learn Anything Is To Discover It By Yourself! 交变电流 组 别： 物 理 组 本节内容引入 1831年法拉第发现了电磁感应现象，为人类进入电气化时代打开了大门．今天我们使用的电灯、微波炉等家用电器中的交流电是怎样产生并且怎样送到我们的家庭中来的呢？这就是这一章要学习的主要内容，先看“交流电的产生”． 一、交变电流的定义 大小和方向都随时间做周期性变化 的电流，叫做交变电流，简称交流。 二、交变电流的产生 单击打开 按esc退出 三、交变电流的变化规律 问题：线圈经过什么位置时电流的方向发生变化？ 中性面--------在线圈平面垂直于磁感线 时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感 应电流，这样的位置叫中性面。 结论：线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改 变一次，线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。 1.方向变化规律： 线圈平面 ωt V V 中性面 a d B ωt 2.交流电的大小变化规律 如图所示，在场强为B的匀强磁场中，矩形线圈ab边长为L1，bc边长为L2，逆时针绕中轴匀速转动，角速度为ω，从垂直磁感线开始计时，经过时间是t，线圈中的感应电动势是多少？ 线圈平面 ωt V V 中性面 a d B ωt V 2.交流电的大小变化规律 单击打开 按esc退出 (甲) B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应线，无感应电流——中性面 E=0 , I=0，Φ有最大值 B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应线，无感应电流——中性面 B∥S，φ=0， a（b）d（c）垂直切割， E最大,感应电流最大,电流方向a b (乙) B∥S，φ=0， a（b）d（c）垂直切割，感应电流最大 B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应线，无感应电流——中性面 (丙) E=0 , I=0，Φ有最大值 B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应线，无感应电流——中性面 B∥S，φ=0，垂直切割， E最大,感应电流最大,电流方向b a B∥S，φ=0，垂直切割，感应电流最大 感应电动势e=BSωsinωt 设外电路的电阻为R外，发电机线圈的内阻为r ３．把线圈和电阻组成闭合电路，电路中就有感应电流，实验证明，在只含有电阻的电路中，适用于直流电路的欧姆定律也适用于交流电路。其等效电路图如右： 感应电动势的最大值Em=BSω e=Em sinωt i=Im sinωt u=Um sinωt R外 S E r ~ R=R外+r 则瞬时电流： 设路端电压为u：u=iR外 四、正弦交变电流的图象 Em T/4 2T/4 3T/4 T π/2 π 3π/2 2π ωt t e o 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 按正弦规律变化的交变电流叫正弦交变电流 Um u 2T/4 T/4 3T/4 T t π/2 π 3π/2 2π ωt o Im i T/4 2T/4 3T/4 T π/2 π 3π/2 2π ωt o t 其它交变电流波形图 问题探究 ☆问题1：矩形线圈的面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，绕　 　　　　中轴以ω角速度匀速转动。 　　（１）从线圈转到中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式。 　　（２）若每匝线圈的电阻为R，则线圈中的感应电流的最大值是多少？ ☆问题2：若从线圈转到与磁感线平行时开始计时，交变电流的波形图又 　　　　是怎样的呢？ 余弦波 N匝线圈的连接方式实质上是串联。 (1)e=NBSωsinωt，Em＝NBSω (2)根据欧姆定律Im＝Em/Rn＝BSω/R N匝线圈的连接方式实质上是串联。 (1)e=NBSωsinωt，Em＝NBSω (2)根据欧姆定律Im＝Em/Rn＝BSω/R 余弦波 Um u 2T/4 T/4 3T/4 T t π/2 π 3π/2 2π ωt o 　交流发电机 　　 　　发电机的基本组成? 　　发电机的基本种类? 交流发电机简介 （1）发电机的基本组成： ①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极 （2）发电机的基本种类 ①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） ②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动） 无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子 1．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 ，属于正弦交变电流的是