鲁科版选修32 第3章第2节交变电流是怎样产生的 课件（36张）.pptVIP

第2节交变电流是怎样产生的 第3章交变电流 学习目标1 了解交流发电机的构造及发电原理 2 知道正弦式交变电流是矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生的 知道中性面的概念 3 了解交变电流的瞬时值和最大值 能正确表示出正弦式交变电流的最大值 有效值 瞬时值 第3章交变电流 一 交流发电机1 原理 闭合导体与磁极之间做 穿过闭合导体的 发生变化 2 构造 线圈 电枢 和 两部分 3 种类 1 旋转 式发电机 磁极固定不动 让电枢在磁极中旋转 2 旋转 式发电机 电枢固定不动 让磁极在电枢中旋转 相对运动 磁通量 磁极 电枢 磁极 判一判 1 1 发电机都是由转子和定子组成 2 所有的发电机中转子都是指磁极 3 交流发电机是把电能转变成其他形式能的装置 二 交变电流的产生原理1 产生原理 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 转动 线圈中产生的是交变电流 2 中性面 线圈与磁场方向 的位置 线圈经过中性面时 感应电流大小为 发生改变 匀速 垂直 零 方向 做一做 2 如图所示 当线圈转动时 电流表的指针会左右摆动 表明流过电流表的电流方向是变化的 1 图示中线圈转到什么位置时 线圈中电流方向会发生改变 线圈转动一周 电流方向会改变几次 2 线圈转到什么位置没有电流 3 线圈转到什么位置电流最大 提示 1 线圈转到与图示位置垂直 即中性面位置 时电流方向会改变 线圈转动一周 电流方向改变两次 2 线圈转到与图示位置垂直时电流为零 也就是说电流为零时电流方向将发生改变 3 线圈转到图示位置时电流最大 emsin t nb s imsin t umsin t 2 图象描述 如图所示 做一做 3 如图 在匀强磁场中 边长为l的线圈与磁感线垂直 当它以ad边为轴以角速度 转动时产生的感应电动势最大值是多少 从图示位置开始计时 感应电动势的瞬时值表达式是怎样的 提示 bc边切割磁感线 当线圈与磁感线平行时 感应电动势最大 有em blv 而v l 则em bl2 从图示位置计时的瞬时值表达式为e bl2 sin t 交变电流的产生原理及变化规律 1 交变电流的产生原理 1 产生过程 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感应强度方向的轴连续匀速转动 感应电动势 感应电流 大小和方向随时间做周期性的变化 如图甲 无感应电流 如图乙 电流从d流入 如图丙 无感应电流 如图丁 电流从a流入 2 中性面 如图甲 丙所示 线圈平面与磁感线垂直 磁通量最大 感应电动势 感应电流 为零 2 交变电流的变化规律 1 瞬时值表达式矩形线圈abcd为n匝线圈 其边长分别为ad l1 ab l2 面积s l1 l2 在磁感应强度为b的匀强磁场中 绕垂直于磁场方向的轴oo 以角速度 匀速转动时 从线圈平面与磁场方向垂直的位置开始计时 经时间t 转动的角度 t 特别提醒 只有当线圈转到中性面位置时 交变电流的方向才发生改变 一个周期内线圈两次经过中性面 所以一个周期内电流方向改变两次 思路点拨 先求出电动势的最大值em 再根据计时起点 用e emsin t或e emcos t确定瞬时值表达式 名师点评关于交变电流瞬时值表达式的书写主要解决三个问题 1 峰值 em nbs 2 计时时刻 决定交流电是正弦函数还是余弦函数 3 2 t 2 f 1 一个矩形线圈abcd 已知ab为l1 ad为l2 在磁感应强度为b的匀强磁场中绕oo 轴以角速度 从图中位置开始 匀速转动 则线圈中感应电动势的大小为 交变电流的四值比较 交变电流某一时刻的值 e emsin ti imsin t 计算线圈某时刻的受力情况 最大的瞬时值 电容器的击穿电压 跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值 1 计算与电流的热效应有关的量 如功 功率 热量 等 2 电气设备 铭牌 上所标的值 3 保险丝的熔断电流 4 交流电流表 电压表的示数 交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值 计算通过电路截面的电量 特别提醒 产生正弦交流电的条件 匀强磁场 转轴与磁场垂直 线圈匀速转动 与转轴位置和线圈形状无关 因此 如图所示 只要线圈的匝数n 磁感应强度b 转动角速度 和线圈面积s一定 产生的感应电动势的最大值em也就确定了 em nbs 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示 已知发电机线圈内阻为5 0 外接一只电阻为95 0 的灯泡 如图乙所示 则 匝数为单匝 思路探究 1 通过e t图象能得到哪些信息 2 计算电荷量和功率在公式选择上一样吗 答案 bd 规律方法通过图象的时间轴 可求交变电流的周期和频率 通过纵轴可直接得出交变电流的峰值 进而可以列出其瞬时值表达式 也可求出有效值 从而进行相关的运算 易错辨析 有效值与平均值的比较 范例 如图所示 矩形线圈面积