交變電流新課標(biāo)新人教版高中物理選修.ppt

1 交變電流,穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，而磁通量變化的方式不同，產(chǎn)生的感應(yīng)電流也不同，感應(yīng)電流可以是恒定的，可以是變化的，可以是周期性變化的，本節(jié)我們將研究一種十分重要的周期性變化的電流正弦交變電流,一、交變電流的產(chǎn)生,按下圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)線圈時(shí)，電流計(jì)指針在左右搖動(dòng)，線圈每轉(zhuǎn)一周，指針左右擺動(dòng)一次,1交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期變化的電流，叫做交變電流，簡(jiǎn)稱交流 2閉合的線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生交流，但這不是產(chǎn)生交流的惟一方式,二、交變電流的變化規(guī)律,如圖，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的四個(gè)過程,設(shè)正方形線圈的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中繞垂直于磁場(chǎng)的對(duì)稱軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示，ab和cd邊垂直于紙面，轉(zhuǎn)軸為O,1、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流方向改變多少次？ 2、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通量最大？這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是最大還是最?。?3、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通量最?。窟@時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是最大還是最??？ 4、試推導(dǎo)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的變化規(guī)律公式。,看動(dòng)畫回答問題：,1中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面 （1）線圈經(jīng)過中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零（ ab和cd邊都不切割磁感線），線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零 （2）線圈經(jīng)過中性面時(shí)，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次,2變化規(guī)律 以線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻t線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（ab和cd邊切割磁感線 ）,所以,令,則有,e為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t的瞬時(shí)值， Em為電動(dòng)勢(shì)的最大值,=B S,成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)中性面時(shí)開始計(jì)時(shí),（1）電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化,（2）電流按正弦規(guī)律變化,（3）電路上的電壓按正弦規(guī)律變化,電流 通過R時(shí)：,交流電的圖像,總結(jié)： 1.交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。,2.交變電流的變化規(guī)律： 方向變化規(guī)律-線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電 流的方向就改變一次；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周， 感應(yīng)電流的方向改變兩次。,大小變化規(guī)律-按正弦規(guī)律變化： e=Emsint Em=BS叫電動(dòng)勢(shì)的最大值 i=Imsint Im=Em/R叫電流的最大值 u=Umsint Um=ImR叫電壓的最大值,1. 矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)線圈ab邊長(zhǎng)為20cm，ad邊長(zhǎng)為10cm，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.01T，線圈的轉(zhuǎn)速n=50r/s，求：電動(dòng)勢(shì)的最大值及對(duì)應(yīng)的線圈位置。,解：Em=BS=BS2n =0.010.20.123.1450V=0.0628V 線圈平面與磁場(chǎng)方向平行。,2. 如圖所示：匝數(shù)為N、面積