人教版高二物理選修3251交變電流課件24張PPT

1、 第五章第五章 交變電流交變電流直流(dc)電流方向不隨時(shí)間而改變 恒定電流：強(qiáng)弱和方向都不隨時(shí)間改變的電流叫做恒定電流，簡稱直流。交流(ac)一、交變電流的概念一、交變電流的概念如何產(chǎn)生的呢？ 矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)二、交變電流的產(chǎn)生二、交變電流的產(chǎn)生 為了能更方便地說明問題，我們將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖來分析.(甲) bs， 最大， e=0 (v/b)(v/b), i=0 中性面（垂直磁場(chǎng)方向的平面）沒有邊切割磁感線過程分析（重點(diǎn)）過程分析（重點(diǎn)）bs，=0，e最大(vb)(vb)，i最大， 感應(yīng)電流方向b到a(乙)a（b）、d（c）邊垂直切割磁感應(yīng)線，過程分析（重點(diǎn)）過

2、程分析（重點(diǎn)）(丙)bs， 最大， e=0 , i=0 中性面過程分析（重點(diǎn)）過程分析（重點(diǎn)）bs， =0，e最大，i最大， 感應(yīng)電流方向a到b過程分析（重點(diǎn)）過程分析（重點(diǎn)） 1.中性面：垂直磁場(chǎng)方向的平面（1）線圈經(jīng)過中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量最大=bs，但/t =0最小，（ab和cd邊都不切割磁感線），線圈中的感應(yīng)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.線圈平行于磁感線時(shí)，=0,/t最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。強(qiáng)調(diào)：過程分析（重點(diǎn)）過程分析（重點(diǎn)） 設(shè)正方形線圈的邊長為l，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，

3、ab和cd邊垂直于紙面，轉(zhuǎn)軸為o1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?。?線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通量最??？這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是最大還是最??？回答問題：4試推導(dǎo)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的變化規(guī)律公式。三、交變電流的變化規(guī)律（重點(diǎn)） 22lv又tllnbesin2121llnbem令則有 teemsine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（峰值）nbs=nbstvnblesin21 以線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，切割邊l1，另一邊l2,推導(dǎo)任意時(shí)刻t線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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)經(jīng)中性

4、面時(shí)開始計(jì)時(shí) （1 1）電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化）電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化teemsin（2 2）電流按正弦規(guī)律變化）電流按正弦規(guī)律變化 tiimsin（3 3）電路上的電壓按正弦規(guī)律變化）電路上的電壓按正弦規(guī)律變化 tuumsin 電流通過r時(shí)： tiimsin.riuirumm，三、三、交變電流的變化規(guī)律（交變電流的變化規(guī)律（重點(diǎn)） 交流電的變化規(guī)律還可以用圖像來表示，在直角坐標(biāo)系中，交流電的變化規(guī)律還可以用圖像來表示，在直角坐標(biāo)系中，橫軸表示線圈平面跟中性面的夾角（或者表示線圈轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過的時(shí)橫軸表示線圈平面跟中性面的夾角（或者表示線圈轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過的時(shí)間間t），縱坐標(biāo)表示感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)），縱坐標(biāo)表示感應(yīng)電動(dòng)

5、勢(shì)e（感應(yīng)電流（感應(yīng)電流i）。）。四、交流電的圖象四、交流電的圖象teemsin五、交變電流的種類五、交變電流的種類(1)(1)正弦交流電正弦交流電(2)(2)示波器中的鋸齒波掃描電壓示波器中的鋸齒波掃描電壓(3)(3)電子計(jì)算機(jī)中的矩形脈沖電子計(jì)算機(jī)中的矩形脈沖(4)(4)激光通信中的尖脈沖激光通信中的尖脈沖1 1交變電流交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。3 3交變電流的變化規(guī)律：交變電流的變化規(guī)律：（1 1）方向變化規(guī)律方向變化規(guī)律-線圈平面每經(jīng)過線圈平面每經(jīng)過中性面中性面一次，一次，感應(yīng)電流的感應(yīng)電流的方向就改變方向就改變一次；線圈轉(zhuǎn)

6、動(dòng)一次；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周一周，感應(yīng)電，感應(yīng)電流的方向改變流的方向改變兩次兩次。 （2 2）大小變化規(guī)律）大小變化規(guī)律-按按正弦規(guī)律正弦規(guī)律變化：變化： e=emsint em=nbs叫電動(dòng)勢(shì)的最大值叫電動(dòng)勢(shì)的最大值 i=imsint im=em/r叫電流的最大值叫電流的最大值 u=umsint um=imr叫電壓的最大值叫電壓的最大值 小結(jié)小結(jié)2矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)交變電流：交變電流：和和 都隨時(shí)間都隨時(shí)間做做 的電流叫做交變電流的電流叫做交變電流 電壓和電流隨時(shí)間按電壓和電流隨時(shí)間按變化的交變化的交流流電叫正弦交流電電叫正弦交流

7、電交流電的產(chǎn)生：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞交流電的產(chǎn)生：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的中心軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈垂直于磁場(chǎng)方向的中心軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生中就會(huì)產(chǎn)生當(dāng)線圈平面垂直于磁感線時(shí)，線圈各邊都當(dāng)線圈平面垂直于磁感線時(shí)，線圈各邊都 不切割磁感線，線圈中沒有感應(yīng)電流，這樣不切割磁感線，線圈中沒有感應(yīng)電流，這樣的位置叫做的位置叫做線圈平面每經(jīng)過中性線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，因此線面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，因此線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變?nèi)D(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是，線圈線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值

8、是中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值是e emm，那么在任一時(shí)刻，那么在任一時(shí)刻t t感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e e為為 若線圈電阻為，則感應(yīng)電流的瞬時(shí)若線圈電阻為，則感應(yīng)電流的瞬時(shí)值值為為0em -em t1. 1. 矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)線圈矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)線圈abab邊長為邊長為20cm20cm，adad邊長為邊長為10cm10cm，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度 b=0.01tb=0.01t，線圈的轉(zhuǎn)速，線圈的轉(zhuǎn)速n=50r/sn=50r/s，求：電動(dòng)勢(shì)，求：電動(dòng)勢(shì)的最大值及對(duì)應(yīng)的線圈位置。的最大值及對(duì)應(yīng)的線圈位置。0.0628v 0.0628v 線圈平面與磁場(chǎng)方向平行

9、。線圈平面與磁場(chǎng)方向平行。 2. 2. 如圖所示：匝數(shù)為如圖所示：匝數(shù)為nn、面積、面積為為s s的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)b b中中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為，求線，求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180180度時(shí)間度時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。. .e平均=s2n b /交流發(fā)電機(jī)簡介科學(xué)漫步：科學(xué)漫步：交流發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī) （1）發(fā)電機(jī)的基本組成：）發(fā)電機(jī)的基本組成： 用來產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的線圈（叫電樞）用來產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的線圈（叫電樞）用來產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁極用來產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁極 （2）發(fā)電機(jī)的基本種類）發(fā)電機(jī)的基本種類 旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)（電樞動(dòng)磁極不動(dòng)）旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)（電樞動(dòng)磁極不動(dòng)）旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)（磁極動(dòng)電樞不動(dòng)）旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)（磁極動(dòng)電樞不動(dòng)） 無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子，無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子，不動(dòng)的部分叫定子不動(dòng)的部分叫定子1下面哪些因素影響交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)下面哪些因素影響交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值的最大值 【 】a磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度 b線圈匝數(shù)線圈匝數(shù) c線圈面積線圈面積d線圈轉(zhuǎn)速線圈轉(zhuǎn)速 e線圈初始位置線圈初始位置2甲、乙兩電路中電流與時(shí)間關(guān)系如圖