第2节交变电流是怎样产生的.ppt

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1、3.2交变电流是怎样产生的南安诗山中学陈礼兴三峡水电站问题一：发电机的原理是什么？问题二：怎样能使穿过闭合回路的磁通量发生变化只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，就可以产生感应电动势和感应电流。闭合导体与磁场有相对运动。一、发电机的原理及构造1.发电机的基本构造：电枢------产生感应电动势的线圈磁极------产生磁场一、发电机的原理及构造一、交流发电机——将机械能转化为电能2.旋转电枢式发电机：定子------磁极转子------电枢3.旋转磁极式发电机：定子------电枢转子------磁极产生的电压一般不超过500V能

2、产生几千伏到几万伏电压思考：1、电流表的指针发生偏转，说明什么问题？2、描述指针的摆动情况，说明什么问题？有电流产生指针左右摆动，说明电流的大小和方向都在变化，是交流电。实验：将发电机与电流表连接为什么交流发电机会发出大小和方向都随时间做周期性变化的电流呢？多匝线圈等效为一个矩形线圈，放在磁场中abcd——线圈（切割磁感线）K、L——滑环E、F——电刷｝使线圈在转动时保持与外电路的连接二、交流电是如何产生的？思考一：找出线圈的转轴。思考三：如何研究周期性运动？思考二：在线圈转动的过程中，哪些边切割磁感线，产生感应电动势？1、线圈

3、在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动abdC2：在线圈转动的过程中，ab、cd边切割磁感线，产生感应电动势。3、研究一周期转动过程中，几个特殊位置二、交流电是如何产生的？研究几个特殊位置，将立体图转化为平面图abcdabdabcdacde=o,i=0,/t=0B⊥S，Φ最大中性面:线圈平面与磁感线垂直的位置eab=ecd=BL1v电流方向：d-c-b-a-de=2BL1v电动势大小：ab=cd=L1特点：B∥SΦ=0三、定性研究：怎样产生交变电流？中性面e=o中性面e=oe=2BL1v电流方向：d-c-b-ae=2BL1v

4、电流方向：a-b-c-dabcd中性面e=o中性面e=oOadvvBOadvvBdvvOadvBOavBe=2BL1v电流方向：d-c-b-ae=2BL1v电流方向：a-b-c-dabcd【结论】：(1)线圈转动过程中电流的大小做周期性变化，在最小，最大。(2)线圈每经一次，感应电流方向改变一次，线圈转动一周，感应电流方向改变次。（3）位置磁通量感应电流感应电动势磁通量变化率中性面中性面的垂面最大最大最大最大零零零零注意两个特殊位置：（1）线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Ф最大，ΔФ/Δt=0，e=0，i=0，电流方向将改变（2

5、）线圈平面与中性面垂直时，S//B，Ф=0，ΔФ/Δt最大，e最大，i最大，电流方向不变1.一线圈在匀强磁场中匀速转动，在如图所示位置时（　　）A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小C学以致用在匀强磁场B中，矩形线圈ab边长为L1，bc边长为L2，逆时针绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω，从中性面开始计时，经时间t，线圈中的感应电动势是多少？abcd四、交变电流的变化规律设线圈平面从中性面开

6、始转动，角速度是ω．经过时间t，ab、cd宽L1，ad、bc长L2，磁感应强度是B.Bva(b)d(c)t=0θv11v⊥中性面线圈与中性面的夹角是多少？ab边的速度多大？ab边速度方向与磁场方向夹角是多大？ab边中的感应电动势多大？线圈中的感应电动势多大？θ所以令则有e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）．=NBωS若为N匝线圈abcdL1L2四、交变电流的变化规律1、电动势的瞬时值2、电流的瞬时值3、电路上的电压的瞬时值电流　　　　　　　通过R时：注意成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时Em=NB

7、Sω叫电动势的峰值四、交变电流的变化规律四、正弦交变电流的变化规律（从中性面开始计时）物理量瞬时值表达式最大值表达式电动势电流路端电压e=EmsinωtEm=nBωSIm=Em/R(闭合电路的总电阻为R)i=Imsinωtu=UmsinωtUm=ImR´（R´是该段电路的电阻）0etEm-Emit0Im-Imut0Im-Im五、交变电流的图像学以致用2、推导和理解交变电流的变化规律：（重难点）（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；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。φ最大，△φ/△t=0

8、最小，感应电动势最小E=0（2）大小变化规律----按正弦规律变化：（能画出瞬时线速度分解图）e=EmsinωtEm=NBSω叫电动势的最大值（峰值）i=ImsinωtIm=Em/R+r叫电流的最大值（峰值）u=UmsinωtUm=ImR叫电压的最大值（峰值）1