人教版高二物理选修3-2 第五章：交变电流课件 （4份打包）

交变电流 实验观察：交流电的大小和方向变化的观察 灯泡的亮暗变化 ——大小变化 二极管亮暗顺序 ——方向变化 交变电流： 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 简称：交流（AC ） 直流电流： 方向不随时间变化的电流 （DC） 理解：方向随时间作周期性变化的电流 一、交变电流的概念 二、交变电流的产生 交流发电机模型 问题2：交变电流产生过程的分析 A(B) D(C) A(B) D(C) D(C) A(B) B D(C) A(B) B 最大 最大 最大 最大 最大 最大 最大 最大 最大 最大 物理量 甲 乙 丙 丁 磁通量（填最大或最小） 最大 最小 最大 最小 磁通量变化率 最小 最大 最小 最大 感应电动势（填最大或最小） 最小 最大 最小 最大 每个过程中 甲→乙 乙→丙 丙→丁 丁→甲 Φ的变化 变小 变大 变小 变大 电流方向 BADC BADC ABCD ABCD D(C) A(B) B A(B) D(C) A(B) D(C) D(C) A(B) B 1.中性面：垂直磁场方向的平面． （1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大φ=BS，但△φ/△t =0最小，（ ab和cd边都不切割磁感线），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.线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感应电动势最大。 * 思考： 在线圈旋转至任何一个非特殊位置时的感应电动势如何计算？ （ V垂直 以线圈从中性面转动为t=0时刻开始计时，经过t时间 V 1、正弦交变电流的图象 三、交变电流的图像和变化规律 Em T/4 2T/4 3T/4 T π/2 π 3π/2 2π ωt t e o 三、交变电流的图像和变化规律 2、交变电流的变化规律 (1)感应电动势: (2)感应电流: (3)外电路电阻两端的电压: e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时) u=Umsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时) i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从从B∥S开始计时) u=Umcosωt(从从B∥S开始计时) 三、交变电流的图像和变化规律 3、交变电流的种类 (1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲 $$交变电流 交变电流的产生及其变化规律 描述交变电流的物理量 最大值 瞬时值 有效值 周期、频率 交流电路 电感、电容的作用 变压器 远距离输电 1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。 3、交变电流的变化规律： （1）方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。 （2）大小变化规律-------按正弦规律变化： e=Emsinωt Em=NBSω叫电动势的最大值 i=Imsinωt Im=Em/R叫电流的最大值 u=Umsinωt Um=ImR叫电压的最大值 2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 A(B) D(C) 中性面 线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零； L1 L2 B v A(B) D(C) t=0 θ v11 v⊥ 中性面 AB边中的感应电动势就是: AB边中的感应电动势跟CD边中的大小相同，所以，这一瞬间整个线圈感应电动势. 2 2 t = BSw sinwt BL1L2 t L2 BL1 BL1V⊥ e AB w w w w sin 1 sin = = = 2 1 所以 若有N匝线圈: 有效值： E U I （1）定义： 根据电流的热效应来规定，让交流电和直流通过相同阻值的电阻，如果他们在一个周期内产生的热量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。 （2）正弦交流电的有效值与最大值的关系： (3)说明： A、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电； B、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值； C、交流电流表和交流电压表的读数是有效值 D、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值 C、求通过某导体截面的电量一定要用平均值。 注意：峰值（最大值）、有效值、平均值在应用上的区别。 B、在求交流电的功、功率或电热时必须