第1节　交变电流的产生和描述.ppt

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1、交变电流手摇发电机模型手摇发电机电路结构G实验现象说明什么？方向不随时间变化的电流称为直流电。例如电池供给的电流。大小和方向都随时间做周期性变化，这样的电流叫做交变电流。例如家庭照明电路中的电流。1.直流电流(DC)一、交变电流的概念2.交变电流(AC)下列的电流i随时间t变化的图象中,表示交流电的是()BCDiOtAiOtCiOtBiOtD交变电流的产生二、交变电流的产生选取线圈运动过程中如图所示的几个特殊时刻进行研究1.过程分析将立体图转化为平面正视图此时线圈具有的特点线圈平面与磁场垂直，速度方向与磁场方向

2、平行磁通量为最大磁通量的变化率为0感应电流为0感应电动势为0vv将立体图转化为平面正视图此时线圈具有的特点线圈平面与磁场平行，速度方向与磁场方向垂直磁通量为0磁通量的变化率最大感应电流最大感应电动势最大vv将立体图转化为平面正视图将立体图转化为平面正视图如图乙如图甲2.特点小结CD如图所示，一线圈从中性面开始绕逆时针转动，角速度为ω。AB、CD宽L1，AD、BC长L2，经过时间t，处于图示位置，此时线圈中的感应电动势多大？三、交变电流的一般变化规律ABCDBvA(B)D(C)t=0θv‖v⊥中性面AB边中的感应

3、电动势：线圈中的感应电动势：三、交变电流的一般变化规律e1=BL1vsinθ=BL1ωsinωtL22e=2BL1ωsinωt=BSωsinωtL22ABCD当线圈匝数为N时（1）电动势按正弦规律变化：e=Emsinωt转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时e=NBL1L2ωsinωt=NBSωsinωt令Em=NBSL1L2则有e=Emsinωt1.交变电流的变化规律2.成立条件（2）电流按正弦规律变化：i=Imsinωte=EmsinωteOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt四、交流电的图象作

4、图时规定感应电动势正方向为abcdaEm=nBSωe=EmsinωtEm─EmabcdabcdabcdKLabcdabcdKLKLKLKLiOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt作图时规定感应电流正方向为dcbadIm=nBSω/(R+r)i=ImsinωtIm─ImabcdabcdabcdKLabcdabcdKLKLKLKL四、交流电的图象eOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttEm─EmiOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttIm─Im电路中的电动势和电流关系例2.

5、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随时间的变化如图所示，下列说法中正确的是()A.t1时刻通过的磁通量为零B.t2时刻通过的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e变换方向时通过的磁通量的绝对值最大解析：因电动势按余弦规律变化，故初始时刻线圈处于垂直中性面的位置，至t1时刻恰好到达中性面，磁通量最大，A错；t2时刻又垂直中性面，磁通量为零，但其变化率最大，B错；t3时刻又到达中性面，磁通量最大，但其变化率为零，C错；e变换方向时正是其大小

6、为零时，也恰好是磁通量最大时。【答案】D五、其他交变电流波形图示波器中的锯齿波扫描电压电子计算机中的矩形脉冲激光通信用的尖脉冲家庭电路中的正弦式电流1.交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。2.交变电流的变化规律：（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：e=EmsinωtEm=NBSω叫电动势的最大值i=ImsinωtIm=Em/R叫电流的最大值u=UmsinωtUm=ImR叫电压的最大值正弦式交变电流规律（1）方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈

7、转动一周，感应电流的方向改变两次。规律物理量函数表达式图象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nBSωsinωt电压u＝Umsinωt＝sinωt电流i＝Imsinωt＝sinωtD1.如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、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。则下列四幅图中正确的是(　　)2.如图甲为某小型交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强

8、磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R＝10Ω连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10V。图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图象。则(　　)CA.电阻R上的电动率为20WB.t＝0.02s时R两端的电压瞬时值为零C.R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1cos100πtVD.通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝1.4