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 节 1 交变电流 高中物理 选择性必修二 第三章 杨孝波 1 问题 1、交变电流的变化规律 本节核心任务 2 万州神华电厂位于万州区新田镇，是一座大型火力发电厂 发电机利用什么原理发出来的电？它具有哪些特点？ 课堂引入 思考与讨论： 用示波器或电压传感器先观察电池供给的电压的波形，再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。这两种波形各有什么特点？ 一、交变电流—问题 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 一、交变电流—概念 【典例1】如图所示，属于交流电的是(　　) C 一、交变电流—练习 CONTENTS 目录 6 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： 两个二极管会交替发光 演示 发电机产生的交流电电流方向在不断变化。 问题：交流发电机的工作原理是怎样的呢？ 一、交变电流 组成发电机的两部分中一部分不动（叫定子），另一部分绕着轴线做匀速转动（叫转子）便可以发出电来。 电枢 磁极 转子是它，叫旋转电枢式发电机 转子是它，叫旋转磁极式发电机 基本组成部分 K A F E L D C B 二、交变电流的产生—交流发电机示意图 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 二、交变电流的产生—原理 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 二、交变电流的产生—原理 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 二、交变电流的产生—原理 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 二、交变电流的产生—原理 中性面 中性面的垂面 磁通量Φ 磁通量的变化率ΔΦ/Δt 感应电流、感应电动势 感应电流的方向 最大 0 0 最大 0 最大 变向 不变 线圈每经过中性面一次，感应电流的方向就变化一次，一个周期内，感应电流的方向变化两次！ 二、交变电流的产生—总结 2024/2/26 13 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？ B A D C 三、交变电流的变化规律—推导 以线圈经过中性面开始计时（AB和CD边切割磁感线 ），在时刻t线圈中的感应电动势 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 sin ωt 若为N匝线圈 e=BSω sin ωt e = NBSω sin ωt e o Em T/4 2T/4 3T/4 T π/2 π 3π/2 2π ωt t - Em 匝数 面积 三、交变电流的变化规律—结论 Em = NBSω ★★★若从中性面开始计时，则： t 时刻瞬时值 峰值（最大值） 从瞬时值可以看出： ★矩形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。 三、交变电流的