高三物理交变电流2.ppt

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1、一、交变电流穿过闭合电路的磁通量发生变化时，产生感应电流，而磁通量变化的方式不同，产生的感应电流也不同，感应电流可以是恒定的，可以是变化的，可以是周期性变化的，本节我们将研究一种十分重要的周期性变化的电流——正弦式交变电流．直流电:电流方向不随时间而改变一、交变电流的产生按下图所示进行实验演示实验现象：缓慢转动线圈时，电流计指针在左右摇动，线圈每转一周，指针左右摆动一次．1．交变电流：大小和方向都随时间作周期变化的电流，叫做交变电流，简称交流．2．闭合的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生交流，但这不是产生交流的惟一方式．设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场

2、B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．1、线圈转动一周，电流方向改变多少次？2、线圈转到什么位置时磁通量最大？这时感应电动势是最大还是最小？3、线圈转到什么位置时磁通量最小？这时感应电动势是最大还是最小？看动画回答问题：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.B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应线，无感应电流——中性面(甲)B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应线，无感应电流——中性面E=0,I=0，Φ有最大值B∥S，φ=0，a（b）d（c）垂直切割，感应电流最大B∥S，φ=0，a（b）d（c）垂直切割，E最大,感

3、应电流最大,电流方向a—>b(乙)B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应线，无感应电流——中性面B⊥S，φ最大，各边不切割磁感应线，无感应电流——中性面(丙)E=0,I=0，Φ有最大值B∥S，φ=0，垂直切割，感应电流最大B∥S，φ=0，垂直切割，E最大,感应电流最大,电流方向b—>a特点：a.磁通量Φ为0b.E最大，磁通量的变化率ΔΦ/Δt最大返回（1）（甲）（丙）中性面（线圈与磁感线垂直的平面）（2）（乙）（丁）最大值面（线圈垂直中性面）结论：特点:a.磁通量Φ最大b.E＝0，磁通量的变化率ΔΦ/Δt为零c.当线圈转至中性面时，电流方向发生改变d.线圈转动一周电流方向改

4、变两次以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）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．=BωS二、交变电流的变化规律Em＝NBSω设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经过时间t，线圈转过的角度是ωt，cd边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt．ab、cd宽L1，ad、bc长L2，磁感应强度是B.cd边中的感应电动势就是ab边中的感应电动势跟cd边中的大小相同，而且两边又是串联的所以，这一瞬间整个线圈感应电动势tBL1L2tL2BL1BL1V⊥ecdwwwwsin21sin2===成立条件：转轴垂直

5、匀强磁场，经中性面时开始计时．（1）电动势按正弦规律变化（2）电流按正弦规律变化（3）电路上的电压按正弦规律变化电流　　　　　　　　通过R时：2、交变电流的变化规律e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时)e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时)i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时)i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从从B∥S开始计时)u=Umsinωt(从中性面开始计时)u=Umcosωt(从从B∥S开始计时)(1)感应电动势:(2)感应电流:(3)外电路电阻两端的电压:1.建立交流电的瞬时

6、方程必须首先确定Em、ω，同时注意起始位置（是从中性面开始是正弦曲线，e=Emsinωt;从垂直中性面开始是余弦曲线，e=Emcosωt）.2.由Em=N·2BL1v=NBL1L2ω=NBSω=NΦmω可知，峰值Em与线圈的面积有关。而与垂直于磁场方向的转动轴的位置无关，与线圈的形状也无关。3.转速对交变电流的影响：由e=NBSωsinωt可知，当转速增大时，角速度也增大，使得感应电动势随之增大，同时交变电流的变化也加快。交流电的图像abcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB3、交变电流的种类(1)正弦交流电(2)示波器中的锯齿波

7、扫描电压(3)电子计算机中的矩形脉冲(4)激光通信中的尖脉冲交流发电机发电机的基本组成?发电机的基本种类?交流发电机简介（1）发电机的基本组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）②用来产生磁场的磁极（2）发电机的基本种类①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子总结：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：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。大小变化规律-