交變電流新課標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，產生感應電流，而磁通量變化的方式不同，產生的感應電流也不同，感應電流可以是恒定的，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、交變電流的產生,按下圖所示進行實驗演示,實驗現象：緩慢轉動線圈時，電流計指針在左右搖動，線圈每轉一周，指針左右擺動一次,1交變電流：大小和方向都隨時間作周期變化的電流，叫做交變電流，簡稱交流 2閉合的線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動時，產生交流，但這不是產生交流的惟一方式,二、交變電流的變化規(guī)律,如圖，矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動的四個過程,設正方形線圈的邊長為L，在勻強磁場B中繞垂直于磁場的對稱軸以角速度勻速轉動，如圖所示，ab和cd邊垂直于紙面，轉軸為O,1、線圈轉動一周，電流方向改變多少次？ 2、線圈轉到什么位置時磁通量最大？這時感應電動勢是最大還是最小？ 3、線圈轉到什么位置時磁通量最??？這時感應電動勢是最大還是最??？ 4、試推導感應電動勢大小的變化規(guī)律公式。,看動畫回答問題：,1中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面 （1）線圈經過中性面時，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），線圈中的電動勢為零 （2）線圈經過中性面時，電流將改變方向，線圈轉動一周，兩次經過中性面，電流方向改變兩次,2變化規(guī)律 以線圈經過中性面開始計時，在時刻t線圈中的感應電動勢（ab和cd邊切割磁感線 ）,所以,令,則有,e為電動勢在時刻t的瞬時值， Em為電動勢的最大值,=B S,成立條件：轉軸垂直勻強磁場，經中性面時開始計時,（1）電動勢按正弦規(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：,交流電的圖像,總結： 1.交變電流：大小和方向都隨時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-線圈平面每經過中性面一次，感應電 流的方向就改變一次；線圈轉動一周， 感應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叫電動勢的最大值 i=Imsint Im=Em/R叫電流的最大值 u=Umsint Um=ImR叫電壓的最大值,1. 矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動。設線圈ab邊長為20cm，ad邊長為10cm，磁感應強度 B=0.01T，線圈的轉速n=50r/s，求：電動勢的最大值及對應的線圈位置。,解：Em=BS=BS2n =0.010.20.123.1450V=0.0628V 線圈平面與磁場方向平行。,2. 如圖所示：匝數為N、面積