交變電流上課比賽課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 交變電流交變電流雅思高中高二物理備課組雅思高中高二物理備課組【演示】手搖發(fā)電機(jī)【演示】手搖發(fā)電機(jī)觀察二極管的觀察二極管的發(fā)光發(fā)光情況情況交替發(fā)光交替發(fā)光通過二極管的電流通過二極管的電流方向方向是周是周期性變化的期性變化的線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是變化的線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是變化的單向?qū)щ娦詥蜗驅(qū)щ娦愿拍罡拍?1.1.交變電流交變電流: 大小大小和和方向方向都隨時間做周期性的變化都隨時間做周期性的變化. 簡稱交流（簡稱交流（ac）2.直流電直流電: 方向方向不隨時間變化的電流（不隨時間變化的電流（dc） 恒定電流恒定電流:大小大小和和方向方向不隨時間變化的電流不隨時間變化的電流

2、 問題問題: 觀察下列幾個電流與時間的圖象觀察下列幾個電流與時間的圖象,判斷哪些判斷哪些 是是交變電流交變電流?it0(2)it0(1)it0(3)i0t(4)i0t(5)（1）（）（2）（）（5）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子電刷電刷電刷電刷定子定子交流電的的產(chǎn)生交流電的的產(chǎn)生(以以ab邊為例邊為例)b aa b甲到乙、乙到丙的過程電流方向甲到乙、乙到丙的過程電流方向丙到丁、丁到甲的過程電流方向丙到丁、丁到甲的過程電流方向丙丙乙乙丁丁甲甲電流方向發(fā)生改變電流方向發(fā)生改變電流方向發(fā)生改變電流方向發(fā)生改變無無有有,b到到a無無有有,從從a到到b單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式單擊此處編輯母版文本樣式單

3、擊此處編輯母版文本樣式第二級第二級第三級第三級第四級第四級第五級第五級高中物理高中物理江蘇教院附中江蘇教院附中前面幾頁是前面幾頁是flash課件的截圖，第六頁是課件的截圖，第六頁是flash課件，課件，保證能用，請放心下載！保證能用，請放心下載！問題問題:若若單匝單匝線框從中性面開始轉(zhuǎn)動線框從中性面開始轉(zhuǎn)動,經(jīng)過一段時間經(jīng)過一段時間t,在在這這一時刻一時刻整個線框產(chǎn)生的電動勢又是多大整個線框產(chǎn)生的電動勢又是多大?acdhfv3v4中性面中性面v3v3v4v4瞬時值瞬時值峰值峰值menbs sinte sint (=t )e1=blab v3+blcd v4 =bl1v3sin wt+ bl1

4、v4sin wt =bl1wl2/2 sin wt+ bl1wl2/2 sin wt =bwl1l2 sin wt= bws sin wt問題問題:若有若有n匝線框在勻速轉(zhuǎn)動匝線框在勻速轉(zhuǎn)動,整個線框的總電阻為整個線框的總電阻為r,外電外電阻為阻為r,則通過電阻的電流和電阻兩端的電壓分別是多少則通過電阻的電流和電阻兩端的電壓分別是多少?vui iv3v4中性面中性面mee sint eirr uir mruesintrr meisintrr mii sint muusint 瞬時值瞬時值瞬時值瞬時值峰值峰值峰值峰值小結(jié)小結(jié): 通過以上分析可知：線圈在勻強(qiáng)磁場中繞通過以上分析可知：線圈在勻強(qiáng)磁場

5、中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，可以得到按正垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，可以得到按正弦規(guī)律變化的交變電流弦規(guī)律變化的交變電流,這種交變電流叫做這種交變電流叫做正弦正弦式交變電流式交變電流,簡稱簡稱正弦式電流正弦式電流. 在目前的電力系統(tǒng)中應(yīng)用的大多是正弦式在目前的電力系統(tǒng)中應(yīng)用的大多是正弦式電流電流. ttt3t/4t/2t/4o3/2/22eem=nbsemmee sint 作圖時規(guī)定感應(yīng)電動勢正方向為作圖時規(guī)定感應(yīng)電動勢正方向為dcbadcbdaaaaabbbddddcccttt3t/4t/2t/4o3/2 /22iimrrnbsim mii sint例例1 線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生

6、交變電流線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示，由圖示可知（的圖象如圖所示，由圖示可知（ ） a、在、在a和和c時刻線圈處于磁通量變化率最大位置時刻線圈處于磁通量變化率最大位置b、在、在a和和c時刻穿過線圈的磁通量為最大時刻穿過線圈的磁通量為最大c、在、在b時刻到時刻到d時刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為時刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為弧度弧度d、若從、若從b時刻到時刻到d時刻經(jīng)過時刻經(jīng)過0.01s，則在，則在1s內(nèi)交變電內(nèi)交變電流的方向改變流的方向改變100次次 acd【例【例2】 如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b=2 t，匝數(shù)，匝數(shù)n=6的矩形線圈的矩形線圈abcd繞中心

7、軸繞中心軸oo勻速轉(zhuǎn)動，角速度勻速轉(zhuǎn)動，角速度=200 rad/s。已知。已知ab=0.1 m，bc=0.2 m.（1）感應(yīng)電動勢的最大值）感應(yīng)電動勢的最大值. （2）設(shè)時間）設(shè)時間t=0時線圈平面與磁感線垂直，寫出線圈中時線圈平面與磁感線垂直，寫出線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式；感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式；abcdoo/b148m( )enbsv 248200m( )ee sintsint(v) 本節(jié)課小結(jié)本節(jié)課小結(jié):2 2、正弦式交變電流的規(guī)律、正弦式交變電流的規(guī)律:(:(從中性面開始計時從中性面開始計時) )3 3、中性面的特點：、中性面的特點：1 1、交變電流、交變電流: :;sin t

8、eemtuumsin;sintiim大小和大小和方向方向都隨時間做周期性的變化都隨時間做周期性的變化磁通量最大為磁通量最大為mm； e=0e=0；電流方向改變。；電流方向改變。峰值峰值回顧解釋【演示回顧解釋【演示1】中小燈泡為什么會閃亮】中小燈泡為什么會閃亮?一個周期中閃亮幾次一個周期中閃亮幾次?ttt3t/4t/2t/4o3/2/22uumt1t2t3t4u1-u11、一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的、一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間隨時間t的變化如圖的變化如圖所示。下面說法中正確的（所示。下面說

9、法中正確的（ ）at1時刻通過線圈的磁通量為零時刻通過線圈的磁通量為零bt2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大ct3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大d每當(dāng)每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為轉(zhuǎn)換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大最大d鞏固練習(xí)：鞏固練習(xí)：2 2、如圖，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度、如圖，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b b=2 t=2 t，匝數(shù)，匝數(shù)n n=6=6的矩的矩形線圈形線圈abcdabcd繞中心軸繞中心軸oooo勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n n=50 r/s=50 r/s。已知已知 abab=0

10、.1 m=0.1 m，bcbc=0.2 m=0.2 m，線圈的總電阻，線圈的總電阻r=12r=12， 試求：試求： （1 1）線圈中感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的最大值；）線圈中感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的最大值；（2 2）當(dāng)）當(dāng)t=30t=30時，線圈中感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電時，線圈中感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電 流的瞬時值各是多大？流的瞬時值各是多大？abcdoo/b)(2);(24) 1 (aivemm、)();(12)2(aive、科學(xué)漫步科學(xué)漫步思考：若線框思考：若線框從垂直中性面開始計時，從垂直中性面開始計時，在在t t時刻線時刻線圈中的感應(yīng)電動勢？并畫出圖象。圈中的感應(yīng)電動勢？并畫出圖象。e=nbscost

11、=emcostttt3t/4t/2t/4o3/2/22eem類比延伸類比延伸如圖所示，如圖所示， abc 是由均勻細(xì)導(dǎo)線是由均勻細(xì)導(dǎo)線制成面積為制成面積為s的等邊三角形線框，的等邊三角形線框，它以它以 ac 為轉(zhuǎn)軸，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為轉(zhuǎn)軸，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為為 b 的恒定的勻強(qiáng)磁場中以恒定的恒定的勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度的角速度轉(zhuǎn)動（俯視為逆時針旋轉(zhuǎn)動（俯視為逆時針旋轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)）, 磁場方向與磁場方向與 ac 垂直指向紙垂直指向紙內(nèi)請寫出從這一時間開始計時內(nèi)請寫出從這一時間開始計時,感應(yīng)電動勢隨時間變化的關(guān)系式感應(yīng)電動勢隨時間變化的關(guān)系式. acb acbe=nbssint（n=1）思考：通過線圈在磁場中

12、繞垂直于磁場的軸旋思考：通過線圈在磁場中繞垂直于磁場的軸旋轉(zhuǎn)切割產(chǎn)生的電動勢與線圈的形狀是否有關(guān)？轉(zhuǎn)切割產(chǎn)生的電動勢與線圈的形狀是否有關(guān)？作業(yè)：作業(yè)：1、課下閱讀、課下閱讀“科學(xué)漫步科學(xué)漫步”了解有關(guān)交流發(fā)電機(jī)的了解有關(guān)交流發(fā)電機(jī)的知識。知識。2、書面完成、書面完成p33“問題與練習(xí)問題與練習(xí)”第第3、4、5題。題。 科學(xué)漫步科學(xué)漫步 交流發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的基本組成?發(fā)電機(jī)的基本種類?交流發(fā)電機(jī)簡介交流發(fā)電機(jī)簡介（1）發(fā)電機(jī)的基本組成：用來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的線圈（叫電樞）用來產(chǎn)生磁場的磁極（2）發(fā)電機(jī)的基本種類旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)（電樞動磁極不動）旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)（磁極動電樞不動）無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動的部分叫無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子，不動的部分叫，不動的部分叫定子定子返回返回中中性性面面的的概概念念思考思考:在這個位置在這個位置磁通量磁通量是多大是多大?電動勢是零電動勢是零此時線圈所在的平面叫做此時線圈所在的平面叫做中性面中性面a (b)(c)dv1v2問題問題1返回返回最大最大問題問題2:整個單匝整個單匝線框在與線框在與中性面垂直中性面垂直位置時產(chǎn)生位置時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是多大的感應(yīng)電動勢是多大?(c)dv3v4e=e