3.1 交变电流 课件-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

抖音。 nullnull3.1 交变电流 教师: 日期: 月 日 物理雾里悟理 火力发电 水力发电 来自发电厂的电有什么特性?我们怎样才能更好地利用它?这一章我们就来学习与此相关的内容。 新课导入 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方向在不断变化。 物理雾里悟理 1.直流电(DC): 电流方向不随时间而改变 2.交变电流(AC): 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 种类: 一、电流的分类 物理雾里悟理 K A F E L D C B 二、交变电流的产生 交流发电机示意图 物理雾里悟理 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? E=0、I=0 • 电流:B A D C B • I 电流:C D A B C I 电流方向具有周期性变化的特点。 二、交变电流的产生 物理雾里悟理 设磁感应强度是B,AB、CD长为l,AD、BC宽为d,线圈匀速转动的角速度是 ,设t=0时线圈所在平面与磁场方向刚好垂直,则t=t时刻线圈产生的电动势为多少? A(B) D(C) B v A D 中性面 线圈与中性面的夹角是多少? AB边速度方向与磁场方向夹角是多大? AB边的速度多大? t AB边中的感应电动势多大? 三、交变电流的变化规律(推导瞬时表达式) 此时线圈中的感应电动势多大? ⑥若线圈由N匝组成,此时感应电动势多大? 站立式讨论:若初始位置线圈平面与磁场方向刚好平行(中性面的垂面-峰值面)? 物理雾里悟理 若电路中的负载为纯电阻电路时,负载两端的电压和流过的电流变化规律如何?(以正弦交流电为例) 三、交变电流的变化规律 电动势最大值: i o T/4 2T/4 3T/4 T /2 3 /2 2 t 甲 乙 丙 丁 戊(甲) 线圈每经过中性面一次,交流电方向改变一次,线圈每转动一周(一个周期),两次经过中性面,交流电的方向改变两次。 物理雾里悟理 1、下列各图中能产生交变电流的是( ) 答案:CD 解析:A图中的转轴与磁场方向平行,B图中的转轴与线圈所在平面垂直,线圈中的磁通量始终为零,线圈中无感应电流产生,故A、B错误;根据交变电流产生的条件可知,线圈绕垂直于磁感线且通过线圈平面的轴转动,就可以产生交变电流,对线圈的形状没有特别要求,故C、D正确。 你能行!! 物理雾里悟理 2、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,下面说法中正确的是( ) A.t1时刻通过线圈的磁通量为零 B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C.t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 D.每当e变换方向时,通过线圈的磁通量绝对值最小 e t 0 t1 t2 t3 t4 Em -Em CD 你能行!! 物理雾里悟理 3、KLMN是一个竖直的矩形导线框,全部处于磁感应强度为B的水平方向的强磁场中,线框面积为S,MN边水平,线框绕某竖直固定轴以角速度w匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角到达30 的时刻,导线框中产生的瞬时电动势e的大小是多少?标出线框此时电流的方向。已知线框按俯视的逆时针方向。 解:Kl边与磁场方向成30 时,线圈平面与中性面夹角为60 。此时感应电动势为: e=Emsinwt=BSwsin60 代入数据得: 你能行!! 物理雾里悟理 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 四、交流发电机 无论哪种发电机,转动的部分叫转子,不动的部分叫定子。 物理雾里悟理 3、交变电流的变化规律 e=Emsin t 感应电动势: (Em为峰值,Em=NBS ) 路端电压: 电路中的电流: u=Umsin t i=Imsin t 4、交流发电机 1、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: 2、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与中性面垂直的平面:磁通量为0,E感最大,I感最大。 课堂小结 物理雾里悟理 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.51.100 Lavf58.29.100 $$