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 1 交变电流　 1 2.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。 3.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 4.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 1.波形图：在显示屏上显示的电压(或电流)随时间变化的图像。 实验二、用手摇发电机对并联的反向的发光二极管供电 G 手摇电动机 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（图 3.1-2）。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。实验现象说明了什么？ 现象：两个二极管会交替发光 说明：发电机产生的交流电电流大小和方向在不断变化。 发电机的基本构造 线圈：转轴垂直于磁场方向 磁极：磁极间形成匀强磁场 K、L——圆环 E、F——电刷 ｝ 保持线圈与外电路持续连接 二、交变电流的产生 B 思考：当线圈转动时电流大小会不会发生变化？电流方向是否改变呢？ 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 甲 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 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 丙 二、交变电流的产生 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 丁 二、交变电流的产生 感应电流方向DCBA 感应电流方向ABCD 1.B⊥S，φ最大 2.没有切割B，E=0，I=0 3.此位置称为--中性面 1.B∥S，φ=0， 2.垂直切割B,E最大I最大 3. 此位置称为--峰值面 1.B⊥S，φ最大 2.没有切割B，E=0，I=0 3.此位置称为--中性面 1.B∥S，φ=0， 2.垂直切割B,E最大I最大 3. 此位置称为--峰值面 二、交变电流的产生 结论: 1.中性面：垂直磁场方向的平面． （1）穿过线圈的磁通量φ=BS最大，但=0最小，线圈中的感应电动势为零． （2）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.峰值面：平行于磁感线的的平面。 φ=0,最大，感应电动势最大。 如果将图中的线圈abcd换为三角形，轴OO′也不在中心位置，其他条件不变，还能产生交变电流吗？ 能，因为图中产生交变电流的关键因素是轴垂直于磁感线，线圈闭合，对轴的位置和线圈形状没有特定要求. 1.如图所示，属于交流电的是(　　) C 如图中哪些情况线圈中产生了交变电流(　　 ) 轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状及转轴的位置没有特别要求 BCD 例：矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产生了交变电流，正确的是(　　) A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 C.当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流的方向就改变一次 D.线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零 √ √ E=0 平行面 三、交变电流的变化规律 1.交变电流的瞬时值表达式推导 线圈平面从中性面开始转动，如图所示，则经过时间t： (1)线圈转过的角度为ωt. (2)ab边的线速度跟磁感线方向的夹角θ＝ . (3)ab边转动的线速度大小： v＝ . (4)ab边产生的感应电动势(设线圈面积为S) Eab＝BLabvsin θ＝ (写出φ-t表达式) ωt 注意初始位置在哪 (5)整个线圈产生的感应电动势： e＝2eab＝