第1节　交变电流的产生和描述.ppt

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1、交变电流1、直流电流:方向不随时间变化的电流2、交变电流:随时间做周期性变化的电流一、交变电流的概念(DC)(AC)恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流方向方向大小和交流发电机模型交流发电机模型二、交变电流的产生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ABCDADB中性面:线圈平面与磁感线垂直的位置.特点：线圈经过中性面时，Φ最大，但线圈中电动势为0.ADBVV线圈与磁场平行时Φ最小，但线圈中的电动势最大.ABCD=NBSωAB、CD宽L1，AD、BC长L2ABCDBvA(B)D(C)t=0θv11v⊥中性面线圈从中性面开始转动，角速度ω．经过时间t，AB、CD宽L1，AD、

2、BC长L2AB边中的感应电动势：线圈中的感应电动势：令则有（N为线圈匝数）=NBSωsinwttLLNBewwsin21=tEemwsin=（1）电动势按正弦规律变化（2）电流按正弦规律变化交变电流的变化规律成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时甲乙丙丁ABCDABCDABCDABCD四、交流电的图像eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt四、交流电的图像it0Im-Im直流电流交变电流交变电流可以变成直流！有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20cm，线圈总电阻为1Ω，线圈绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动，如图5－1－6，匀强磁场的磁感应强度为0.5T

3、，问：课堂互动讲练类型一交变电流瞬时值的计算例1图5－1－6(1)该线圈产生的交变电流电动势的峰值、电流的峰值分别是多少？(2)写出感应电动势随时间变化的表达式．(3)线圈从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？【思路点拨】先根据Em＝NBSω计算电动势的最大值，再根据计时起点确定瞬时值表达式是e＝Emsinωt还是e＝Emcosωt.【答案】(1)6.28V6.28A(2)e＝6.28cos10πtV(3)3.14V【规律总结】确定交变电流的电动势瞬时值表达式时，首先要确定线圈转动是从哪个位置开始计时,以便确定表达式是正弦式还是余弦式；其次是确定线圈转动的角速度ω；再次是确定感应电

4、动势的峰值Em＝nBSω；最后写瞬时值表达式e＝Emsinωt(或e＝Emcosωt)．如图5－1－8所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.1T，所用矩形线圈总电阻为R＝100Ω，线圈的匝数n＝100，边长lab＝0.2m，lbc＝0.5m，以角速度ω＝100πrad/s绕OO′轴匀速转动，试求当线圈平面从图示位置(与中性面垂直)转过90°的过程中：(1)线圈中的平均电动势．(2)通过线圈某一截面的电荷量．类型二交变电流平均值的计算例2图5－1－8【答案】(1)200V(2)1×10－2C【规律总结】平均电动势既不是电动势峰值的一半，也不是历时一半时间的瞬时电动势，必须由法拉第电磁感应定律求解．计

5、算通过线圈某一截面的电荷量，必须根据电流的平均值进行求解．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流的图象如图5－1－9所示，下列说法中正确的是()图5－1－9类型三交变电流的图象例3A．在t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值B．在t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值C．在t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值D．在t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值【思路点拨】磁通量最大时，变化率为0，电动势为0，电流为0；磁通量为0时，变化率最大,电动势最大，电流最大．【精讲精析】从题图可知，t1时刻线圈中感应电动势达到峰值，则磁通量变化率达到峰值，而磁通量最小，此时线圈平面应与磁感线平行．t2时刻感应

6、电动势等于零，则磁通量变化率为零，线圈处于中性面位置，磁通量达到峰值．t3时刻感应电动势达到峰值，则线圈中的磁通量变化率达到峰值．正确选项为B、C.【答案】BC【规律总结】解决图象问题的基本方法是：“一看”、“二变”、“三判断”．即：一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”．二变：掌握“图与图”、“图与式”和“图与物”之间的变通能力．三判断：结合图象和公式进行正确分析和判断．