人教版物理选修3-2 5.1交变电流.ppt

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1、第一节交变电流郑集高中高二物理备课组概念: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）恒定电流:大小和方向不随时间变化的电流问题: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）转子电刷电刷定子模交流电的的产生(以AB边为例)BAAB甲到乙、乙到丙的过程电流方向丙到丁、丁到甲的过程电流方向丙乙丁甲电流方向发生改变电流方向发生改变无有,B到A无有,从A到B问题:若单

2、匝线框从中性面开始转动,经过一段时间t,在这一时刻整个线框产生的电动势又是多大?acdHFθV3V4中性面V3θθV3⊥V3∥V4⊥V4∥瞬时值峰值(θ=ωt)e1=BLabV3⊥+BLcdV4⊥=BL1v3sinwt+BL1V4sinwt=BL1ωL2/2sinwt+BL1ωL2/2sinwt=BWL1L2sinωt=BWSsinωt问题:若有n匝线框在匀速转动,整个线框的总电阻为r,外电阻为R,则通过电阻的电流和电阻两端的电压分别是多少?vuiθV3V4中性面瞬时值瞬时值峰值峰值小结:通过以上分析可

3、知：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，可以得到按正弦规律变化的交变电流,这种交变电流叫做正弦式交变电流,简称正弦式电流.在目前的电力系统中应用的大多是正弦式电流.tωtT3T/4T/2T/4O3π/2ππ/22πeEm=nBsωEm作图时规定感应电动势正方向为dcbadcbdaaaaabbbddddccctωtT3T/4T/2T/4O3π/2ππ/22πiIm例1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，由图示可知（）A、在A和C时刻线圈处于磁通量变化率最大位置B、在A和C时刻穿

4、过线圈的磁通量为最大C、在B时刻到D时刻线圈转过的角度为π弧度D、若从B时刻到D时刻经过0.01s，则在1s内交变电流的方向改变100次ACD【例2】如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，角速度ω=200rad/s。已知ab=0.1m，bc=0.2m.（1）感应电动势的最大值.（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；abcdOO/B本节课小结:2、正弦式交变电流的规律:(从中性面开始计时)3、中性面的特点：1、交

5、变电流:大小和方向都随时间做周期性的变化磁通量最大为Φm；e=0；磁通量变化率为0；电流方向改变。峰值4、和磁场平行的平面：磁通量为0；e=Em=NBSω；磁通量变化率最大。1、一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示。下面说法中正确的（）A．t1时刻通过线圈的磁通量为零B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大D巩固练习：2、如图，匀强磁场的磁感

6、应强度B=2T，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，转速n=50r/s。已知ab=0.1m，bc=0.2m，线圈的总电阻R=12Ω，试求：（1）线圈中感应电动势和感应电流的最大值；（2）若从中性面开始计时，写出电动势瞬时值表达式（3）当ωt=30°时，线圈中感应电动势和感应电流的瞬时值各是多大？abcdOO/B思考：若线框从垂直中性面开始计时，在t时刻线圈中的感应电动势？并画出图象。e=nBsωcosωt=EmcosωttωtT3T/4T/2T/4O3π/2ππ/22πeEm类比延伸如图

7、所示，ABC是由均匀细导线制成面积为S的等边三角形线框，它以AC为转轴，在磁感应强度为B的恒定的匀强磁场中以恒定的角速度ω转动（俯视为逆时针旋转）,磁场方向与AC垂直指向纸内．请写出从这一时间开始计时,感应电动势随时间变化的关系式.×××××××××××××××××××××××××ACBe=nBSωsinωt（n=1）思考：通过线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴旋转切割产生的电动势与线圈的形状是否有关？×××××××××××××××××××××××××ACBL1L2结论：线圈产生的电动势与线圈的形状和转轴的位

8、置都无关（但要保证转轴和磁场垂直）