交变电流的产生课件高二下学期物理人教版选择性

第2节

交变电流的产生第3章交变电流与远距离送电磁极磁极电枢（线圈）发电机根据旋转主体不同可分为：1、旋转电枢式发电机2、旋转磁极式发电机机械能电能有的使用永久磁铁有的使用电磁铁通过线圈与磁极间的相对运动，将发电机电刷能产生大小和方向随时间做周期性变化电流的发电机，称为交流发电机。二、正弦式交变电流产生的原理交流发电机是如何产生大小和方向都随时间做周期性变化的电流的？没有边切割磁感应线线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大不产生感应电动势

回路中无感应电流中性面ab向下切割磁感线，cd向上切割磁感应线线圈平面与磁感线平行，磁通量为0两根杆均产生感应电动势

回路中有感应电流垂直中性面中性面中性面垂直中性面垂直中性面E=0，I=0E最大

，I最大d→c→b→aE=0，I=0E最大

，I最大a→b→c→d感应电动势和感应电流的大小和方向随时间呈周期性变化。每次过中性面，方向就发生改变

线圈每转一圈，方向改变两次

交变电流中性面中性面垂直中性面垂直中性面交变电流完成了一次周期性变化线圈转动一圈正弦式产生条件①匀强磁场

②

线圈匀速转动

③线圈转动的转轴垂直于磁场方向（轴在线圈平面）三、正弦式交变电流的变化规律设矩形线圈的ab边长为l，ad边长为l’，磁场磁感应强度为B。线圈从中性面开始以角速度ω匀速转动，经过t时间：v1v2线圈所围的面积S三、正弦式交变电流的变化规律设矩形线圈的ab边长为l，ad边长为l’，磁场磁感应强度为B线圈从中性面开始以角速度ω匀速转动，经过t时间：v1v2cd杆也会产生等大的感应电动势且与ab杆的感应电动势是同向串联整个线圈产生的感应电动势：三、正弦式交变电流的变化规律峰值：

感应电流随时间变化的规律又可表示为感应电动势随时间变化的规律又可表示为产生条件①匀强磁场

②

线圈匀速转动

③线圈转动的转轴垂直于磁场方向（轴在线圈平面）

三、正弦式交变电流的变化规律当n、B、l、ω一定时，感应电动势随时间按正弦规律变化，若R不变，回路中的感应电流也随时间按正弦规律变化感应电动势的瞬时值感应电流的瞬时值感应电动势和感应电流的瞬时值在变，但峰值Em和Im是定值三、正弦式交变电流的变化规律R’两端的电压也随时间按正弦规律变化若该交变电流通过一段电阻为R′的导体，那么该导体两端电压U的瞬时值

在匀强磁场中有一矩形线圈，绕线圈平面内垂直于磁感线的轴匀速转动。线圈中产生的感应电动势随时间变化的图像如图3-9所示，试求出该感应电动势的最大值、有效值、周期和频率，写出该感应电动势随时间变化的关系式。电动势的最大值：Em=10

V有效值：周期：T=0.02s频率：角速度：rad/s瞬时值表达式：解：V正弦式变化t=0时刻i=0，e=0从中性面开始

余弦式变化t=0时刻i最大，e最大从垂直中性面开始

哪些时刻是中性面？？书本P68BC多选3.图（a）为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁体转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的正弦式交变电流如图（b）所示，则A4.如图所示，一个电阻为r、边长为l的正方形线圈abcd共n匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。（1）判断图示位置电路中的电流方向；（2）求线圈从图示位置转过60°时的感应电动势；（3）线圈转动过程中，电压表的示数为多大？书本P69(1)b→a→d→c→R→b当线圈第一次转到与中性面夹60°时的感应电动势？注意：瞬时值在变，但峰值和有效值不变，因此电表测出来的示数为有效值是不变的

题组3交变电流的图像7．(多选)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按如图所示的正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则(

)

A．t＝0时，线圈平面平行于磁感线B．t＝1s时，线圈中的电流改变方向C．t＝1.5s时，线圈中的感应电动势最大D．一个周期内，线圈产生的热量为8π2JAD优化作业P159BD图示位置的电流方向？注意：瞬时值在变，但峰值和有效值不变，因此电表测出来的示数为有效值是不变的从中性面位置开始计时从垂直中性面位置开始计时(多选)如图所示，单匝矩形线圈abcd放在匀强磁场中，磁感应强度为B，ad＝bc＝l1，ab＝cd＝l2。从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴匀速转动，则(

)A．以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωsinωtB．以O1O1′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωsinωtC．以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωcosωtD．以OO′为转轴跟以ab为转轴一样，感应电动势e＝Bl1l2ωcosωtCD 优化大本P80正弦式交变电流的“四值”优化大本P93正弦式交变电流的“四值”优化大本P93B优化大本P93角度2根据交变电流图像分析“四值”

如图(a)所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形单匝导线框abcd绕与磁感线垂直的转轴ab匀速转动，线圈产生的交变电动势随时间变化的规律如图(b)所示，线框总电阻为5Ω，则(

)

A．线