3.2交变电流的产生 课件-2023-2024学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

3.2 交变电流的产生 选修二 第三章 电池直流供电 时电压的波形 学生电源交流挡供电时电压的波形 一、直流电流和交变电流 1、直流：方向不随时间变化的电流称为直流。(DC) 2、交流：用电器中的电流、电压随时间做周期性变化，这样的电流叫交变电流，简称交流。(AC) 家庭电路中的正弦交变电流 示波器中的锯齿波形扫描电压 电子计算机中的矩形脉冲 激光通信用的尖脉冲 例1、下图画出了6种电流随时间变化的图象，这6个图中的电流i都随时间做周期性变化，其中属于交变电流的是 交流发电机模型及其原理简图 那么，交流电是如何产生的呢？ 交流发电机 PART 01 交流发电机 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（shū） 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 你能用已学知识解释以下交流发电机的工作原理吗？它产生的电流有什么特点？ 交变电流的产生 PART 02 交流发电机示意图 K A F E L D C B 二、交变电流的产生 1.产生：线圈在磁场中转动线圈绕垂直于磁场的轴转动过程中，穿过线圈的磁通量周期性变化，产生大小和方向周期性变化的感应电动势，如果是闭合电路，则产生大小和方向周期性变化的电流。 2.中性面：线圈平面与磁场垂直 3.与中性面垂直：线圈平面与磁场平行. I=0 中性面 电流最大 I方向：dcbad I=0 中性面 电流最大 I方向：abcda 交流电的产生原理 请判断出下列四个位置时电流方向？并总结这样的发电机在匀速转动过程中产生电流方向有什么特点？ 电流方向具有周期性变化的特点。每经中性面一次电流方向改变一次 I=0 中性面 图甲 图丙 图乙 图丁 图戊（甲） 3.交变电流的变化规律图像 如果从中性面开始计时 3.交变电流的变化规律图像 如果从“垂直于中性面” 开始计时 课堂总结 交变电流 交流发电机 交变电流的变化规律 电枢 磁极 交变电流的产生 例1．一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像如图所示，则以下说法中正确的是（　　） 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，交变电流的电动势达到最大 D．该线圈产生的交变电流的电动势随时间变化的图像如图乙 B 2．图甲、乙是交流发电机示意图，线圈ABCD在磁场中匀速转动。下列说法正确的是 （　　） A．图甲中穿过线圈的磁通量最大，电路中的感应电流最大 B．图乙中穿过线圈的磁通量为零，电路中的感应电流为零 C．图甲中穿过线圈的磁通量变化率为零，电路中的感应电流为零 D．图乙中穿过线圈的磁通量变化率最大，电路中的感应电流为零 C 3．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（　　） A．交变电流的最大值为 B．t=0.01 s时线圈位于中性面 C．t=0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D．t=0.02 s时穿过线圈的磁通量最大 AC 3.交变电流的变化规律图像 如果从 中性面 开始计时 φ t t t t φm Em Im Um 3.交变电流的变化规律图像 如果从“垂直于中性面” 开始计时 φ t t t t φm Em Im Um 校本作业 考查：交变电流的特点 ①中性面位置，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零； 线圈每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈每转动一周，电流方向改变两次。 1.如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是(　　) A.线圈每转动一周，指针左右摆动两次 B.图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C.图示位置ab边的感应电流方向为a→b D.线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 3.（多选）如图所示，观察电流表的指针，可以看到(　　) A.指针随着线圈转动而摆动，并且线圈旋转一周，指针左右摆动一次 B.当线圈平面转到跟磁感线垂直时，电流表的指针的偏转最大 C.当线圈平面转到跟磁感线平行时，电流表的指针的偏转最大 D.从图示位置开始计时，匀速转动的线圈里产生感应电动势和感应电流是按正弦规律变化的 2.线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图可知(　　) A.在A、C时刻线圈处于中性面位置 B.在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零 C.从A时刻到D时刻转过的角度为π D.若从O时刻到D时刻经过0.02s，则在1s内交