【步步高】鲁教版 高中物理选修3-2：3.2交变电流是怎样产生的（25 张，含视频动画）（6份打包）

第三章 交变电流 学案2 交变电流是怎样产生的　 复习回顾 交变电流： 大小和方向随时间做周期性变化的电流;简称交流。 其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。 教学录像:交流发电机结构 科学漫步 交流发电机 一、交流发电机 旋转电枢式发电机 一、交流发电机 旋转磁极式发电机 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动 二、交变电流的产生原理 二、交变电流的产生原理 交变电流产生示意图： 1、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 2、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中电流最大? 4、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经过负载流向F的电流记为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。 B⊥S Φ最大 E=0 I=0 中性面 垂直磁场方向的平面叫做中性面。 线圈经过中性面时，Φ最大，但线圈中的电动势为零 将立体图转化为平面图 二、交变电流的产生原理 过程分析 A(B) D(C) 二、交变电流的产生原理 过程分析 B∥S Φ=0 E最大 I最大 感应电流方向B到A 线圈与磁场平行时，Φ最小，但线圈中的电动势最大 A(B) D(C) 二、交变电流的产生原理 过程分析 B⊥S Φ最大 E=0 I=0 中性面 B∥S Φ=0 E、I最大 感应电流方向C到D V // B V⊥B D(C) A(B) B D(C) A(B) B 二、交变电流的产生原理 线圈平面与磁感线垂直的位置 （1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零 （3）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 （2）线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的电动势为最大。 中性面 线框在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到如图所示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是(　　) A．磁通量和感应电动势都在变大 B．磁通量和感应电动势都在变小 C．磁通量在变小，感应电动势在变大 D．磁通量在变大，感应电动势在变小 由题图可知，Φ＝Φmcos θ，e＝Emsin θ， 所以磁通量变大，感应电动势变小． 1 瞬时值： e 、i 、u 三、交变电流的变化规律 e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）． 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（ab和cd边切割磁感线） 三、交变电流的变化规律 则有 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时 三、交变电流的变化规律 （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　　　　　　　 通过R时： 如图示为某正弦交流电流的图像，求其峰值、周期和角速度，并写出该电流的瞬时值表达式。 Im＝20A ω＝100πrad/s. 电流的瞬时表达式为i＝20sin100πt (A) T＝0.02s 2 一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为 Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，试写出电动 势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总 电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表 达式。 e=Emsin ωt=400sin314t 电动势瞬时值的表达式为： 电流峰值为： Im=Em/R=400÷2000A=0.2A 电流瞬时值的表达式为： i=Imsin ωt=2sin314t 3 三、交变电流的变化规律 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 e t 0 Em -Em i t 0 Im -Im 三、交变电流的变化规律 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是(　　) A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大 C．t＝0.02 s时刻，交变电动势达到最大 D．该线圈产生的相应交变电动势的图象如图乙所示 磁通量最大处于中性面 磁通量为零变化率最大 处于中性面磁通量最大 变化率为零电动势为零 4 1．如图所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速