人教版高二物理选择性必修第二册第三章31交变电流

一、感应电流产生条件二、感应电动势的大小计算三、感应电流、感应电动势方向判断课前复习：练习：导体棒ab长度L,垂直匀强磁场B,匀速运动速度为V，计算感应电动势的大小和方向VcBdabVBVa(b)BVa(b)VBθa(b)练习：导体棒ab长度L,垂直匀强磁场B,匀速运动速度为V，计算感应电动势的大小和方向VcBdabVBVa(b)BVa(b)VBθa(b)课前复习：3.1交变电流概念:1.交变电流:

大小和方向都随时间做周期性的变化.简称交流（AC）

2.直流电:

方向不随时间变化的电流（DC），大小可以改变噢！

恒定电流:大小和方向不随时间变化的电流

观察下列几个电流与时间的图象,判断哪些是交变电流it0(2)it0(1)it0(3)i0t(4)i0t(5)（1）（2）（5）一些其它交变电流交变电流的特点：方向随时间变化在目前的电力系统中应用的大多是正弦式电流.交变电流是怎样产生的G_+简易交流发电机：一、交流发电机

1．原理：2．构造：3．种类：由法拉第电磁感应定律可知，只要通过闭合导体的磁通量发生变化，就可以产生感应电动势和感应电流．abdC转子电刷电刷定子构造:发电机主要由线圈(电枢)和磁极两部分组成．一、交流发电机

1．原理：2．构造：3．种类：由法拉第电磁感应定律可知，只要通过闭合导体的磁通量发生变化，就可以产生感应电动势和感应电流．发电机主要由线圈(电枢)和磁极两部分组成．磁极电枢电枢磁极abdCNSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+SSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+NSSNeto+最大值u=UmsinwtUmtuo+峰值

公式

u=Umsinwt

i=Imsinwt图形交变电流是按正弦规律变化的，叫做正弦式电流。u(i)to+(线圈处于中性面位置时开始计时)将立体图转化为平面图两个特殊位置：第一特殊位置：SB中性面特点：2、导体边不切割磁感线,或磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零1、磁通量最大Ф=Фmax所以，E感=0，i感=0即：此时线圈中无电流！—中性面3·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，电流方向改变两次特点：2、导体边垂直切割磁感线1、磁通量为最小，Ф=0第二特殊位置：SB线圈中有感应电流，并达到最大峰值面线圈经过中性面时，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．思考：

设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．1、线圈转动一周，电流方向改变多少次？2、线圈转到什么位置时磁通量最大？这时感应电动势是最大还是最小？3、线圈转到什么位置时磁通量最小？这时感应电动势是最大还是最小？回答问题：4、试推导感应电动势大小的变化规律公式。思考：

设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．1、线圈转动一周，电流方向改变多少次？回答问题：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．思考：

设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．2、线圈转到什么位置时磁通量最大？这时感应电动势是最大还是最小？回答问题：

线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零（ab和cd边都不切割磁感线），线圈中的电动势为零．思考：

设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．3、线圈转到什么位置时磁通量最小？这时感应电动势是最大还是最小？回答问题：

线圈经过峰值面时，穿过线圈的磁通量最小，但磁通量的变化率最大（ab和cd边都不切割磁感线），线圈中的电动势最大．思考：

设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．回答问题：4、试推导感应电动势大小的变化规律公式。

设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω。经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt，如图所示。设ab边长为L1，bc边长L2，磁感应强度为B，这时ab边产生的感应电动势多大?eab=BL1vsinωt=BL1·1/2ωL2sinωt=1/2NBSsinωt此时整个线框中感应电动势多大?e=eab+ecd=NBSωsinωt若线圈有N匝时，相当于N个完全相同的电源串联，e=NBSωsinωt，令Em=NBSω，叫做感应电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值。根据部分电路欧姆定律，电压的最大值Um=ImR，电压的瞬时值U=Umsinωt。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（2）电流按正弦规律变化

（3）电路上的电压按正弦规律变化

电流通过R时：(1)、正弦交变电流的图象eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt3、交变电流的图像和变化规律(2)、交变电流的变化规律(1)感应电动势:(2)感应电流:(3)外电路电阻两端的电压:e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时)i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时)u=Umsinωt(从中性面开始计时)e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从B∥S开始计时)u=Umcosωt(从B∥S开始计时)4、成立条件：线圈在匀强磁场B中绕垂直于磁场的中心轴匀速转动，经中性面时开始计时，与线圈的形状、转轴的位置无关。1．关于中性面，下列说法正确的是(

)A．线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零B．线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大C．线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次D．线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次AC例12、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，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

．若线圈电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为

．0Eme-Emte=Emsinωti=(Em