【物理】交变电流的产生课件-2023-2024学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

3.2交变电流的产生选修二第三章电池直流供电时电压的波形学生电源交流挡供电时电压的波形一、直流电流和交变电流1、直流：方向不随时间变化的电流称为直流。(DC)2、交流：用电器中的电流、电压随时间做周期性变化，这样的电流叫交变电流，简称交流。(AC)家庭电路中的正弦交变电流示波器中的锯齿波形扫描电压电子计算机中的矩形脉冲激光通信用的尖脉冲例1、下图画出了6种电流随时间变化的图象，这6个图中的电流i都随时间做周期性变化，其中属于交变电流的是交流发电机模型及其原理简图那么，交流电是如何产生的呢？交流发电机PART01交流发电机组成发电机的两部分中一部分不动（叫定子），另一部分绕着轴线做匀速转动（叫转子）便可以发出电来。电枢（shū）磁极转子是它，叫旋转电枢式发电机转子是它，叫旋转磁极式发电机基本组成部分你能用已学知识解释以下交流发电机的工作原理吗？它产生的电流有什么特点？交变电流的产生PART02交流发电机示意图KAFELDCB二、交变电流的产生1.产生：线圈在磁场中转动线圈绕垂直于磁场的轴转动过程中，穿过线圈的磁通量周期性变化，产生大小和方向周期性变化的感应电动势，如果是闭合电路，则产生大小和方向周期性变化的电流。2.中性面：线圈平面与磁场垂直3.与中性面垂直：线圈平面与磁场平行.

I=0中性面电流最大I方向：dcbadI=0中性面电流最大I方向：abcda交流电的产生原理请判断出下列四个位置时电流方向？并总结这样的发电机在匀速转动过程中产生电流方向有什么特点？电流方向具有周期性变化的特点。每经中性面一次电流方向改变一次

I=0中性面图甲图丙图乙图丁图戊（甲）3.交变电流的变化规律图像如果从中性面开始计时3.交变电流的变化规律图像如果从“垂直于中性面”开始计时课堂总结交变电流交流发电机交变电流的变化规律电枢磁极交变电流的产生例1．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示，则以下说法中正确的是（）A．t=0时刻，线圈平面与中性面垂直B．t=0.01s时刻，Φ的变化率最大C．t=0.02s时刻，交变电流的电动势达到最大D．该线圈产生的交变电流的电动势随时间变化的图像如图乙B2．图甲、乙是交流发电机示意图，线圈ABCD在磁场中匀速转动。下列说法正确的是

（）A．图甲中穿过线圈的磁通量最大，电路中的感应电流最大B．图乙中穿过线圈的磁通量为零，电路中的感应电流为零C．图甲中穿过线圈的磁通量变化率为零，电路中的感应电流为零D．图乙中穿过线圈的磁通量变化率最大，电路中的感应电流为零C3．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（）A．交变电流的最大值为B．t=0.01s时线圈位于中性面C．t=0.01s时线圈平面与磁场方向平行D．t=0.02s时穿过线圈的磁通量最大AC3.交变电流的变化规律图像如果从中性面开始计时φttttφmEmImUm3.交变电流的变化规律图像如果从“垂直于中性面”开始计时φttttφmEmImUm校本作业考查：交变电流的特点①中性面位置，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零；线圈每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈每转动一周，电流方向改变两次。1.如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是()A.线圈每转动一周，指针左右摆动两次B.图示位置为中性面，线圈中无感应电流C.图示位置ab边的感应电流方向为a→bD.线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零3.（多选）如图所示，观察电流表的指针，可以看到()A.指针随着线圈转动而摆动，并且线圈旋转一周，指针左右摆动一次B.当线圈平面转到跟磁感线垂直时，电流表的指针的偏转最大C.当线圈平面转到跟磁感线平行时，电流表的指针的偏转最大D.从图示位置开始计时，匀速转动的线圈里产生感应电动势和感应电流是按正弦规律变化的2.线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图可知()A.在A、C时刻线圈处于中性面位置B.在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零C.从A时刻到D时刻转过的角度为πD.若从O时刻到D时刻经过0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次CDAC校本作业②峰值（最大值）：正弦式交变电流的峰值Em=NBSω=Nφmω,可在E-t图象中读出4.矩形线圈边长ab＝0.4m，bc＝0.2m，共50匝，线圈在B＝0.2T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO′以100/πr/s的转速匀速转动，则线圈产生的最大电动势是多少？5.一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图象,试根据图象得出:（1）电动势的最大值_____________；（2）线圈转动的角速度___________；16020V校本作业②峰值（最大值）：正弦式交变电流的峰值Em=NBSω=Nφmω,可在E-t图象中读出6.（多选）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动时，产生的交变电流的最大值出现在()A.线圈平面与磁感线平行时B.线圈平面与磁感线垂直时C.线圈平面与中性面重合时D.线圈平面与中性面垂直时7.一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈内的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是()A.t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B.t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变C.t2、t4时刻线圈中磁通量最大D.t2、t4时刻线圈中感应电动势最小ADB校本作业ABD校本作业10.如图，N＝50匝的矩形线圈abcd，边长ab＝0.20m，ad＝0.25m，放在磁感应强度B＝T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以ω＝100πrad/s的角速度匀速转动，线圈电阻r＝1Ω，外电路电阻R＝9Ω，t＝0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里.(1)写出t＝0时感应电流的方向（用abcda或adcba表示）；(2)写出线圈感应电动势的最大值及瞬时值表达式；(3)在t=1/400s时产生的电动势e是多大？(4)写出通过电阻R的电流的最大值及瞬时值表达式；校本作业