3.1 交变电流 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

交变电流 交变电流 快做笔记！ 知识点: 1、交变电流的概念 2、交变电流的产生（重点） 3、交变电流的变化规律（重点） 4、交流发电机 观察交变电流的方向： 把两个发光颜色不同的发光二极管"并联，注意使两者正、负极的方向不同，然后连接到教学用发电机的两端。转动手柄，两个磁极之间的线圈随着转动。观察发光二极管的发光情况。 现象： 说明： 发电机产生的交流电电流方向在不断变化。 两个二极管会交替发光 1.交变电流（AC）: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 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 如图所示的各电流中不是交变电流的是（ ） AD ABCD——线圈 K、L——圆环 E、 F——电刷 E=0、I=0 磁通量为最大 中性面 × • 电流：B→A→D→C→B × • I 交流电的产生原理 电流：C→D→A→B→C I 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 交变电流产生过程中的两个特殊位置 图示 概念 中性面位置 与中性面垂直的位置 特点 B⊥S B∥S Φ＝BS，最大 Φ＝0，最小 e＝n＝0，最小 e＝n＝nBSω，最大 感应电流为零，方向改变 感应电流最大，方向不变 典例：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交流电，如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．当穿过线圈的磁通量最大时，产生的电动势最大 B．当穿过线圈的磁通量为零时，产生的电动势最大 C．在图示位置时，A边产生的感应电流方向垂直纸面向里 D．在图示位置时，A边产生的感应电流方向垂直纸面向外 BC 矩形线圈AB、CD宽L1，AD、BC长L2 ，磁感应强度是B，设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经过时间t，求此时的感应电动势. B v A(B) D(C) t=0 θ v11 v⊥ 中性面 θ 线圈与中性面的夹角是多少？ AB边的速度多大？ AB边切割磁感线的有效速度多大？ AB边中的感应电动势多大？ 整个线圈中的感应电动势多大？ ⑥ 若为N匝线圈，则感应电动势多大？ 当 从中性面计时开始，e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值。 sin t=1时 如果线圈匝数为N，则Em＝NωBS。 e有最大值用Em表示 sin t= BSsin t 若电路中的负载为纯电阻电路时，负载两端的电压和流过的电流也按正弦规律变化。即， u ＝ Umsin ωt i ＝ Imsin ωt 其中Um 、 Im分别叫电压和电流的最大值，也叫峰值。 而e、u、i 则是相应的物理量的瞬时值。 正弦式交变电流 交变电流的变化规律 利用传感器显示的交变电流的图像 这种按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流。 Em e O t i O t u O t Im Um 旋转电枢式的缺点： 旋转磁极式的优点： 电压高会火花放电、电枢无法做大 高电压、高功率输出 交流发电机 典例：（多选）如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙曲线a、b所示，则（　　） A．两次t=0时刻线圈平面均与中性面垂直 B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3 C．曲线a表示的交变电动势频率为25HZ D．曲线b表示的交变电动势最大值为10V CD 典例：在磁感应强度为1 T的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈ABCD，如图所示，线圈绕OO′轴以转速 匀速转动．AB＝20 cm，BC＝25 cm，线圈的总电阻为r＝1 Ω，定值电阻的阻值为R＝9 Ω，从图示位置开始计时． (1)写出t时刻整个线圈中的感应电动势e的表达式． (2)线圈转过300，流过R的电荷量为多少？ (3)线圈转过300时，磁通量的变化率为多少？ 结 束 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 $