5.1 交變電流ppt課件

1、5.1 交變電流三峽水電站三峽水電站1;.1 1了解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面。了解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面。2 2掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。3 3了解交變電流的瞬時(shí)值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義。了解交變電流的瞬時(shí)值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義。2判一判：判一判： 在如下圖的幾種電流隨時(shí)間變化的圖線中，屬于交變電流的是在如下圖的幾種電流隨時(shí)間變化的圖線中，屬于交變電流的是 。一、閱讀課本一、閱讀課本 初步感知初步感知閱讀課本第一自然段，思索并回答：閱讀課本第一自然段，思索并回答： 恒定電流、直流電、交變電流的區(qū)別是什么？恒定電流、直

2、流電、交變電流的區(qū)別是什么？A B DA B DtiABCD3直流電直流電(DC)(DC)電流方向不隨時(shí)間而改動(dòng)電流方向不隨時(shí)間而改動(dòng)4一、交變電流一、交變電流按以下圖所示進(jìn)展實(shí)驗(yàn)演示按以下圖所示進(jìn)展實(shí)驗(yàn)演示5一、交變電流一、交變電流(AC)(AC) 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)。6 二、交變電流的產(chǎn)生二、交變電流的產(chǎn)生根據(jù)上面的表示圖，思索以下問(wèn)題：根據(jù)上面的表示圖，思索以下問(wèn)題：1 1、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，哪些邊會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)？、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，哪些邊會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)？2 2、當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)，線圈中沒(méi)有電動(dòng)勢(shì)電流，轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)，線

3、圈中電動(dòng)勢(shì)、當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)，線圈中沒(méi)有電動(dòng)勢(shì)電流，轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)，線圈中電動(dòng)勢(shì)電流最大？在這些位置，線圈的磁通量有何特點(diǎn)？電流最大？在這些位置，線圈的磁通量有何特點(diǎn)？3 3、在線圈由甲轉(zhuǎn)到乙的過(guò)程中，、在線圈由甲轉(zhuǎn)到乙的過(guò)程中，ABAB邊中電流向哪個(gè)方向流？在線圈由丙轉(zhuǎn)到丁的過(guò)程中，邊中電流向哪個(gè)方向流？在線圈由丙轉(zhuǎn)到丁的過(guò)程中，ABAB邊中電流向哪個(gè)方向流？邊中電流向哪個(gè)方向流？ 請(qǐng)獨(dú)立思索后，小組內(nèi)交流，達(dá)成一致意見(jiàn)后，代表發(fā)言、展現(xiàn)。請(qǐng)獨(dú)立思索后，小組內(nèi)交流，達(dá)成一致意見(jiàn)后，代表發(fā)言、展現(xiàn)。ab邊、邊、cd邊邊7畫一畫：為了能更方便地分析、闡明問(wèn)題，請(qǐng)將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，畫到他的

4、練習(xí)本上。畫一畫：為了能更方便地分析、闡明問(wèn)題，請(qǐng)將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，畫到他的練習(xí)本上。8 二、交變電流的產(chǎn)生二、交變電流的產(chǎn)生S B S B 最大最大 E=0 E=0 I=0 I=0 中性面中性面S B =0S B =0E E最大最大I I最大最大方向方向 a a到到b bS B S B 最最大大 E=0 , I=0 E=0 , I=0 中性面中性面S B =0S B =0E E最大最大I I最大最大方向方向 b b到到a a甲想一想：想一想： 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，多少次經(jīng)過(guò)中性面線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，多少次經(jīng)過(guò)中性面?電流方向改動(dòng)多少次電流方向改動(dòng)多少次?9 中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性

5、面。中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：1 1線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零 ab ab和和cdcd邊都不邊都不切割磁感線，線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零，電流為零。切割磁感線，線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零，電流為零。2 2線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流將改動(dòng)方向，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，電流方向改動(dòng)線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流將改動(dòng)方向，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，電流方向改動(dòng)兩次兩次10 如下圖，矩形線圈如下圖，矩形線圈abcdabcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B B中繞垂直于磁場(chǎng)的對(duì)稱軸以角速度中繞垂直于磁場(chǎng)

6、的對(duì)稱軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)abab、cdcd邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1L1，adad、bcbc邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2L2， ab ab和和cdcd邊垂直于紙面，轉(zhuǎn)軸為邊垂直于紙面，轉(zhuǎn)軸為O O以線圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)。以線圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)。那么經(jīng)時(shí)間那么經(jīng)時(shí)間t tO1、線圈與中性面的夾角是多少？、線圈與中性面的夾角是多少？ 2、ab邊的速度是邊的速度是多大？多大？ 3、 ab邊的速度方向與磁場(chǎng)方向夾角邊的速度方向與磁場(chǎng)方向夾角多大？多大？4、 ab邊產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？邊產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？5、線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？、線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？v1v2tL2/2t請(qǐng)各小組討論后選代

7、表回答。請(qǐng)各小組討論后選代表回答。tLBLBLveabsin221三交變電流的變化規(guī)律三交變電流的變化規(guī)律 tBStLBLsinsin22e2111成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)中性面時(shí)開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)中性面時(shí)開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí) 1電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化tEemsin2 2電流按正弦規(guī)律變化電流按正弦規(guī)律變化 tIimsin3電路上的電壓按正弦規(guī)律變化 tUumsin 電流經(jīng)過(guò)R時(shí)： tIimsin.RIUiRumm，e e為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)辰為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)辰t t的瞬時(shí)值，的瞬時(shí)值，EmEm為電動(dòng)勢(shì)的最大值為電動(dòng)勢(shì)的最大值- -峰值峰值那么有 tEemsinBSEm令 12四、交流電的圖像

8、四、交流電的圖像 13五、交變電流的種類五、交變電流的種類141 1、交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。、交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。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(guò)中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改動(dòng)一次；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改動(dòng)一次；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改動(dòng)兩次。周，感應(yīng)電流的方向改動(dòng)兩次。 2 2大小變化規(guī)律大小變化規(guī)律-按正弦規(guī)律變化：按正弦規(guī)律變化： e=Emsint Em=NBS e=Emsint Em=NBS i=Imsint Im=Em/R i=

9、Imsint Im=Em/R u=Umsint Um=ImR u=Umsint Um=ImR 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)瞬瞬時(shí)時(shí)值值最最大大值值151. 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(zhǎng)為邊長(zhǎng)為20cm20cm，adad邊長(zhǎng)為邊長(zhǎng)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)的最大值及對(duì)應(yīng)的線圈位置。，求：電動(dòng)勢(shì)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。線圈平面與磁場(chǎng)方向平行。

10、課堂練習(xí)課堂練習(xí)16課堂練習(xí)課堂練習(xí)17;. 3、 一臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為一臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為311V，線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的，線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度角速度100rad/s。 1寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式。寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式。 2假設(shè)該發(fā)電機(jī)只與含電阻的負(fù)載組成閉合電路，電路的假設(shè)該發(fā)電機(jī)只與含電阻的負(fù)載組成閉合電路，電路的 總電阻為總電阻為100，試寫出經(jīng)過(guò)負(fù)載，試寫出經(jīng)過(guò)負(fù)載的電流強(qiáng)度的瞬時(shí)表達(dá)式，在的電流強(qiáng)度的瞬時(shí)表達(dá)式，在t=1/120s時(shí)電流強(qiáng)度的瞬時(shí)值為多少？時(shí)電流強(qiáng)度的瞬時(shí)值為多少？3線圈從中性面轉(zhuǎn)過(guò)線圈從中

11、性面轉(zhuǎn)過(guò)180度的過(guò)程中，電動(dòng)勢(shì)的最大值、平均值分別是多少？度的過(guò)程中，電動(dòng)勢(shì)的最大值、平均值分別是多少？4轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中磁通量的變化率最大值是多少？轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中磁通量的變化率最大值是多少？答案答案1e=311Sin100t 2I=3.11Sin100*1/120=3.11*1/2=1.55A3E m=311V E=N/t=2NBS/198V4/t=311/NWb/s課堂練習(xí)課堂練習(xí)18課堂練習(xí)課堂練習(xí)4、一矩形線圈,繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如下圖,下面說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是 A.t1時(shí)辰經(jīng)過(guò)線圈的磁通量為零B.t2時(shí)辰經(jīng)過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大C.t3時(shí)辰經(jīng)過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大D.每當(dāng)e變換方向時(shí)，經(jīng)過(guò)線圈的磁通量絕對(duì)值最小et0t1t