3.1 交变电流 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第三章 交变电流 第1节 交变电流 一、电流的分类 １.直流电：方向不随时间变化的电流叫做直流电，简称直流（DC）。 （若大小也不变，称为恒定电流） ２.交流电：方向随时间做周期性变化的电流叫做交流电，简称交流（AC）。 【即学即用】下图中属于交流电的是( 　C 　 ) 二、交变电流的产生 1. 交流发电机的基本构造 ①. 定子：不动的部分叫定子--磁极 ②. 转子：转动的部分叫转子--电枢 ③. 滑环：K、L ④. 电刷：E、F 线圈旋转过程中只有AB 和CD 边在做切割磁感线的运动。 （只有AB 和CD 产生感应电动势 ） 【思考】线圈转动时，哪几条边在切割磁感线？ 2. 电流的方向 甲 乙 丙 丁 甲 ① 线圈转动一周，电流方向改变几次？ ② 线圈经过哪个面时，电流方向发生改变？ 中性面——把垂直于 磁场方向的平面B⊥S 3. 电流的方向 设线圈所在处是磁感应强度为B 的匀强磁场，AB、CD 宽 L，AD、BC 长d ，线圈平面从中性面沿逆时针方向开始转动，角速度是ω．经过时间t，推导此时线圈中产生瞬时感应电动势. 若从中性面开始计时，经过t 时刻：e = NBSω sinωt 三、交变电流的变化规律 e :为电动势在时刻 t 的瞬时值 Em :为电动势可能达到的最大值 —— 峰值 令 Em = NBSω 则 e = Em sinωt 线圈匝数 【思考】若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，流过负载的电流和负载两端电压随时间变化的规律是怎样的？ 流过负载的电流： 负载两端电压： ★ 从瞬时值可以看出： 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产生的交变电流按照正弦函数的规律变化，这种交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流。 线圈在中性面时的特点 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: Φ=BS 最大 E=0 ∆Φ/∆t= 0 I=0 1. 中性面: 垂直于磁场方向的平面B⊥S 四、交变电流中的“两面”特点 2. 峰值面：与中性面垂直的面 ① 线圈平面与磁场平行(B//S)，速度方向与磁场方向垂直(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: Φ=0 E=BLv 最大 ∆Φ/∆t 最大 I最大 线圈在峰值面时的特点： 说明：无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子。 五、交流发电机 一、交变电流 ①交流电： 大小和方向都随时间做周期性变化 ②直流电：方向不随时间变化 二、交变电流的产生 ①线圈旋转过程中只有AB和CD边在做切割磁感线的运动，产生E感 ②线圈每转动一周，两次经过中性面，交流电的方向改变两次。 ③中性面：与磁场垂直的平面,特点：磁通量最大，E感=0，I感=0。 ④峰值面：磁通量为0，E感最大，I感最大。 三、交流发电机 课堂小结 $$