交变电流的产生和描述ppt课件.ppt

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1、高三物理复习课件（导与练福建）第10章第一课时　交变电流的产生和描述(对应学生用书第136页)1．知道交变电流的产生及正弦交流电各物理量的变化规律、图象．2．理解交变电流有效值的意义，会对简单交变电流的有效值进行计算．(对应学生用书第136页)1．交变电流的产生和变化规律(1)交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流．(2)正弦式交变电流的产生：将线圈置于匀强磁场中，并绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中就会产生正弦式交变电流．(3)中性面①定义：与磁场方向垂直的平面．②特点：a．线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零

2、，感应电动势为零．b．线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次．(4)正弦式交变电流的图象(线圈在中性面位置开始计时)(5)正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)①电动势e随时间变化规律：e＝Emsin_ωt.②电压u随时间变化规律：u＝Umsin_ωt.③电流i随时间变化规律：i＝Imsin_ωt.其中ω为线圈转动的角速度，Em＝NBSω若线圈电阻为r，外电路电阻为R，则e、u、i关系为：e＝i(R＋r)，u＝iR.(1)线圈位于与中性面垂直的位置时，磁通量为零．但磁通量的变化率最大．(2)线圈从中性面开始

3、计时，函数表达式e＝Emsinωt，从垂直中性面开始计时，函数表达式e＝Emcosωt.(对应学生用书第136～137页)1．如图中不属于交变电流的是(D)解析：方向随时间做周期性变化是交流电的最主要特征，也是交流电和直流电的根本区别．交流电的方向一定改变，而大小可以变也可以不变．所以不仅B、C图中是交流电，A图中也是．只有D图中电流方向不变，不属于交流电．3．一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象如图(甲)所示，则下列说法中正确的是(B)A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直B．t＝0.01s时刻Φ的变化率达最大

4、C．0.02s时刻感应电动势达到最大D．该线圈相应的感应电动势图象如图(乙)所示解析：中性面位置应为磁通量最大，磁通量变化率为零，产生感应电动势为零，ACD错误，B正确．(对应学生用书第137～139页)交变电流的产生及变化规律1．正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)(1)只要线圈在匀强磁场中绕线圈平面内垂直于磁场的轴匀速转动，就产生正弦式交流电，其变化规律与线圈的形状、与转动轴处于线圈平面内哪个位置无关．(2)线圈转动一周两次经过中性面，所以一个周期内电流方向改变两次．【例1】如图(甲)所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过a

5、b、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图(乙))为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正，则图(丙)四幅图中正确的是()思路点拨：从感应电流的方向、大小及变化趋势三个方面分析确定感应电流变化的图象．答案：D.针对训练11：某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断()A．在A和C时刻线圈处于中性面位置B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C．从A～D时刻线圈转过的角度为2πD．若从O～D时刻历时0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次解析：根据

6、题中图象，首先判断出感应电流的数学表达式i＝Imsinωt.其中Im是感应电流的最大值，ω是线圈旋转的角速度．另外应该进一步认识到线圈是从中性面开始旋转，而且线圈旋转一周，两次经过中性面，经过中性面的位置时电流改变方向．在O、B、D时刻电流为零，所以此时线圈恰好在中性面的位置，且穿过线圈的磁通量最大；在A、C时刻电流值最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时磁通量为零；从A到D时刻，线圈旋转3/4周，转过的角度为3π/2；如果从O到D时刻历时0.02s，恰好为一个周期，所以1s内线圈运动50个周期，100次经过中性面，电流方向改变100次．综合以上分析可得

7、，只有选项D正确．答案：D.交变电流“四值”的理解与应用【例2】(16分)一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R.(1)在图中标出此刻线圈感应电流的方向．(2)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？(3)线圈平面与磁感线夹角为60°时的感应电动势为多大？(4)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？(5)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过R的电荷量是多少？(6)图中电流表和电压表的示数各是多少？思路点拨：①

8、用右手定则判断感应电流方向；②从垂直中性面开始应按余弦规律变化；③求通过R的电荷