2020年高中物理 51交变电流 新人教版选修3-2ppt课件

1、第一节第一节 交变电流交变电流 第五章第五章 交变电流交变电流 直流电直流电(DC)(DC) 电流方向不随时间而改变电流方向不随时间而改变 一、交变电流一、交变电流(AC) 演示： 二、交变电流的产生二、交变电流的产生 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁 场的轴匀速转动场的轴匀速转动 为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平 面图来分析面图来分析. (甲甲) BSBS， 最大，最大， E=0 , I=0 E=0 , I=0 中性面中性面 没有边切割磁感应线没有边切割磁感应线 BSBS，=0=0，E E最大，最大，I I最

2、大，最大， 感应电流方向感应电流方向b b到到a a (乙乙) a ab b）、）、d dc c边垂直边垂直 切割磁感应线，切割磁感应线， (丙丙) BSBS， 最大，最大， E=0 , I=0 E=0 , I=0 中性面中性面 BSBS，=0=0，E E最大，最大，I I最大，最大， 感应电流方向感应电流方向a a到到b b 设正方形线圈的边长为设正方形线圈的边长为L L，在匀强磁场，在匀强磁场B B中绕垂直中绕垂直 于磁场的对称轴以某一角速度匀速转动，如下于磁场的对称轴以某一角速度匀速转动，如下 图，图，abab和和cdcd边垂直于纸面，转轴为边垂直于纸面，转轴为OO 1 1、线圈转动一周

3、，电流方向改、线圈转动一周，电流方向改 变多少次？变多少次？ 2 2、线圈转到什么位置时磁通量、线圈转到什么位置时磁通量 最大？这时感应电动势是最大最大？这时感应电动势是最大 还是最小？还是最小？ 3 3、线圈转到什么位置时磁通量、线圈转到什么位置时磁通量 最小？这时感应电动势是最大最小？这时感应电动势是最大 还是最小？还是最小？ 回答下列问题：回答下列问题： 4 4、试推导感应电动势大小的变化规律公式。、试推导感应电动势大小的变化规律公式。 1 1中性面：线圈平面与磁感线垂直中性面：线圈平面与磁感线垂直 的位置叫做中性面的位置叫做中性面 （1 1线圈经过中性面时，穿过线圈线圈经过中性面时，穿

4、过线圈 的磁通量最大，但磁通量的变化率的磁通量最大，但磁通量的变化率 为零（为零（ ab ab和和cdcd边都不切割磁感线），边都不切割磁感线）， 线圈中的电动势为零线圈中的电动势为零 （2 2线圈经过中性面时，电流将改线圈经过中性面时，电流将改 变方向，线圈转动一周，两次经过变方向，线圈转动一周，两次经过 中性面，电流方向改变两次中性面，电流方向改变两次 三交变电流的变化规律三交变电流的变化规律 以线圈经过中性面开始计时，在时刻以线圈经过中性面开始计时，在时刻t t线线 圈中的感应电动势圈中的感应电动势abab和和cdcd边切割磁感线边切割磁感线 ） tNBLvesin2 2 L vtLNB

5、esin 2 所以 2 LNBEm令 则有 tEe m sin e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值峰 值） =NB S 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面 时开始计时 （1电动势按正弦规律变化tEe m sin （2 2电流按正弦规律变化电流按正弦规律变化 tIi m sin （3电路上的电压按正弦规 律变化 tUu m sin 电流通过R时： tIi m sin .RIUiRu mm ， 四、交流电的图像四、交流电的图像 a b c d K L A B a b c d K L A B a bc d k L A B a bc d k L A B a bc dk L A B 五

6、、交变电流的种类五、交变电流的种类 (1)(1)正弦交流电正弦交流电 (2)(2)示波器中的锯齿波扫描电压示波器中的锯齿波扫描电压 (3)(3)电子计算机中的矩形脉冲电子计算机中的矩形脉冲 (4)(4)激光通信中的尖形脉冲激光通信中的尖形脉冲 1 1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。 3 3、交变电流的变化规律：、交变电流的变化规律： （1 1方向变化规律方向变化规律-线圈平面每经过中性面一次，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

7、次。流的方向改变两次。 （2 2大小变化规律大小变化规律-按正弦规律变化：按正弦规律变化： e=Emsint Em=NBS e=Emsint Em=NBS叫电动势的最大值叫电动势的最大值 i=Imsint Im=Em/R i=Imsint Im=Em/R叫电流的最大值叫电流的最大值 u=Umsint Um=ImR u=Umsint Um=ImR叫电压的最大值叫电压的最大值 小结小结 2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 、交变电流：和、交变电流：和 都随时间都随时间 做做 的电流叫做交变电流的电流叫做交变电流 电压和电流随时间按变化的电压和电流随时间按变化的 交流电叫正弦交流电交流

8、电叫正弦交流电 、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕 垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈 中就会产生中就会产生 、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都、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 变此 线 圈 转 动 一 周 ， 感 应 电 流 方 向 改 变 、线圈从中性面开始转动，角速度是、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线圈中的感应电动势的峰值是EmEm，那么在，那么在 任 一 时 刻任 一 时 刻 t t 感 应 电 动 势 的 瞬 时 值感 应 电 动 势 的 瞬 时 值 e e 为为 若线圈电阻为，则感应电流的瞬时值若线圈电阻为，则感应电流的瞬时值 为为 0 Em - Em t 、