人教版物理选修3-2 第五章 第一节 交变电流(共31张PPT).ppt

三峡水电站 交变电流 1 直流电流 DC 方向不随时间变化的电流 2 交变电流 AC 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 一 交变电流的概念 交变电流可以变成直流 交变电流是如何产生的呢 做一做 交流发电机模型 二 交变电流的产生 1 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 二 交变电流的产生 2 过程分析 1 在线圈转动的过程中 那些边会产生感应电动势 ab边和cd边 2 怎样将立体图转化为平面图 将立体图转化为平面图 3 在线圈由甲转到乙的过程中 AB边中电流向哪个方向流动 大小如何变化 丙转到丁呢 方向由a b 增大 方向由b a 增大 4 线圈转到什么位置 电流最小 没有电流 线圈转到什么位置 电流最大 甲 丙 戊 乙 丁 1 B S 最大 E 0 I 0 中性面 垂直磁场方向的平面叫做中性面 线圈经过中性面时 最大 但线圈中的电动势为零 2 过程分析 V B 2 B S 0 E最大 I最大 感应电流方向a到b 线圈与磁场平行时 最小 但线圈中的电动势最大 V B B S 最大 E 0 I 0 中性面 B S 0 E I最大 感应电流方向b到a V B V B 线圈转动一周 经过中性面几次 电流方向改变几次 思考与讨论 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 BS最大 但 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 线圈平面与磁感线平行时 0 t最大 感应电动势最大 以线圈经过中性面开始计时 切割边L1 另一边L2 推导任意时刻t线圈中的感应电动势 演示 令 则有 NBS 三 交变电流的变化规律 e为电动势在时刻t的瞬时值 Em为电动势的最大值 峰值 NBS 1 电动势按正弦规律变化 2 电流按正弦规律变化 3 电压按正弦规律变化 电流i通过R时 成立条件 转轴垂直匀强磁场 经中性面时开始计时 四 交流电的图像 e t 0 Em Em i t 0 Im Im 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 五 交变电流的种类 六 交流发电机 1 组成 用来产生感应电动势的线圈 叫电枢 用来产生磁场的磁极2 种类 旋转电枢式发电机 旋转磁极式发电机转动的部分叫转子 不动的部分叫定子 交流电的产生 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速旋转时 线圈中就产生 如果从中性面开始计时 产生的是 如果从垂直中性面开始计时 产生的是 交变电流 和都随时间做的电流叫做交变电流 电压和电流随时间按变化的交流电叫正弦交流电 大小 方向 正弦规律 交流电 周期性变化 课堂练习 正弦交流电 余弦交流电 当线圈平面垂直于磁感线时 线圈各边都不切割磁感线 线圈中没有感应电流 这样的位置叫做 线圈平面每经过中性面一次 感应电流方向就改变一次 因此线圈转动一周 感应电流方向改变 中性面 两次 线圈从中性面开始转动 角速度是 线圈中的感应电动势的峰值是Em 那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为 若电路总电阻为 则感应电流的瞬时值 为 e Emsin t i Em R sin t 5 在如图所示的几种电流随时间变化的图线中 属于交流电的是 属于正弦交变电流的是 A B C D ABD A 6 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动 线圈中的感应电动势随时间的变化规律如图所示 下面说法中正确的是 T1时刻通过线圈的磁通量为零 T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 每当e变换方向时 通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 D 7 一台发电机在产生正弦式电流 如果发电机电动势的峰值为Em 400V 线圈匀速转动的角速度 314rad s 1 试写出电动势瞬时值的表达式 2 如果这个发电机的外电路只有纯电阻元件 总电阻为2000 电路中电流的峰值是多少 写出电流瞬时值的表达式 e EmsinWt 400sin314t 解 电动势瞬时值的表达式为 电流峰值为 Im Em R 400 2000 0 2A 电流瞬时值的表达式为 i ImsinWt 2sin314t 8 一台发电机产生的按正弦规律变化的交流电 感应电动势的最大值为311V 线圈在磁场中转动的角速度100 rad s 1 写出感应电动势的瞬时值表达式 2 若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路 电路的总电阻为100 试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式 在t 1 120s时电流强度的瞬时值为多少 3 线圈从中性面转过180度的过程中 电动势的最大值 平均值分别是多少 4 转动过程中磁通量的变化率