《物理交变电流》PPT课件

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1、第5章第一节交变电流课标定位学习目标：1.知道什么是交变电流．2．理解交变电流的产生及变化规律．3．了解正弦式交变电流的图象和三角函数表达式．重点难点：1.交变电流产生的物理过程的分析及中性面的特点．2．交变电流产生的物理过程的分析及图象的表达．核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第一节交变电流课前自主学案课前自主学案一、交变电流1．交变电流：大小和方向都随时间做_______变化的电流，称为交变电流，简称交流．2．直流：方向不随时间变化的电流称为直流．二、交变电流的产生1．在匀强磁场中，绕垂直于

2、磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是_________．2．线圈平面垂直于磁感线时，线圈中的感应电流_____，这一位置叫_______．线圈平面经过中性面时，______________就发生改变．线圈绕轴转一周经过中性面______，因此感应电流方向改变______．周期性交变电流为零中性面感应电流方向两次两次三、交变电流的变化规律1．正弦式交变电流的瞬时值表达式i＝_________u＝__________e＝________其中i、u、e分别表示电流、电压、电动势的________，Im、U

3、m、Em分别表示电流、电压、电动势的_______．ImsinωtUmsinωtEmsinωt瞬时值最大值2．正弦式交变电流的图象：如图5－1－1所示．图5－1－1科目三考试http://km3.jsyst.cn科目3实际道路考试技巧、视频教程科目四考试http://km4.jsyst.cn科目四模拟考试题C1科目四仿真考试3．几种不同类型的交变电流实际应用中，交变电流有不同的变化规律，常见的有以下几种，如图5－1－2所示．图5－1－2核心要点突破一、两个特定位置的特点图示概念中性面位置与中性面垂直

4、的位置特别提醒：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，仅是产生交变电流的一种方式但不是唯一方式．例如线圈不动，磁场按正弦规律变化也可以产生正弦式电流．即时应用(即时突破，小试牛刀)1．矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是()A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线解析：选CD.线框位于中性面时，线框平面与磁感

5、线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度方向与磁感线平行，即不切割磁感线，所以电动势等于零，此时穿过线框的磁通量的变化率等于零，感应电动势或感应电流的方向在此时刻变化．垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，切割磁感线的两边的速度方向与磁感线垂直，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，此时穿过线框的磁通量的变化率最大．故C、D正确．二、正弦交变电流瞬时值、峰值表达式的推导1．瞬时值表达式的推导设线圈从中性面起经时间t转过角度θ，则θ＝ωt，此时两边ab、cd速度方向与磁感线方向的夹角

6、分别为ωt和(180°－ωt)，如图5－1－3所示，它们产生的感应电动势同向相加，整个线圈中的感应电动势为：图5－1－32．峰值表达式由e＝NBSωsinωt可知，电动势的峰值Em＝NBSω＝NΦmω，与线圈的形状及转轴位置无关．特别提醒：(1)瞬时值与开始计时的位置及线圈转动的时间有关．①若线圈从中性面开始计时，e＝Emsinωt.②若线圈从位于与中性面垂直的位置开始计时，e＝Emcosωt.(2)峰值与开始计时的位置及线圈转动的时间无关，与线圈形状无关，与转轴的位置无关．即时应用(即时突破，小试

7、牛刀)2．交流发电机在工作时电动势为e＝Emsinωt，若将发电机的角速度提高一倍，同时将线框所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为()解析：选C.交变电流的瞬时值表达式e＝Emsinωt，其中Em＝NBSω，当ω加倍而S减半时，Em不变，故C正确．三、对正弦式交变电流的图象的理解正弦式交变电流随时间变化情况可以从图象上表示出来，图象描述的是交变电流随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，如图5－1－4所示．图5－1－4从图象中可以解读到以下信息：1．交变电流的最大值Im、Em、周期T.2．因线

8、圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻．3．找出线圈平行磁感线的时刻．4．判断线圈中磁通量的变化情况．5．分析判断i、e随时间的变化规律．特别提醒：用物理图象反映某些物理量的变化过程,既可使该变化的整体特征一目了然，还可将变化过程中的暂态“定格”，从而对变化过程中的某一瞬态进行深入研究．即时应用(即时突破，小试牛刀)3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e－t图象如图5－1－5所示，则()A．t1、t3时刻线圈通过中