3.1 交變電流 課件-高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊-1

第三章交變電流第一節(jié):交變電流1.電流如何形成？大??？標(biāo)矢性？電流有大小、方向，為標(biāo)量一.電流種類1.直流電流(DC):3.恒定電流:2.交變電流(AC):你還記得嗎？ItItIt甲

乙

丙試一試：請分析甲、乙、丙情況屬于交流的是？電流方向不隨時(shí)間變化的電流.大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流方向隨時(shí)間做周期性變化的電流(交流).問題：交變電流如何產(chǎn)生的？二.交變電流產(chǎn)生1.產(chǎn)生:閉合矩形線圈置于勻強(qiáng)磁場中,并繞垂直磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)特殊位置:中性面:平行面:與B平行的平面,S//B與B垂直的平面,SB思考:轉(zhuǎn)動(dòng)過程中線圈中Φ如何變化？電流方向如何？轉(zhuǎn)動(dòng)過程磁通量變化電流方向甲→乙減小B→A→D→C乙→丙增大B→A→D→C丙→丁減小A→B→C→D丁→甲增大A→B→C→D2.產(chǎn)生過程注明:若線圈不動(dòng)，磁場轉(zhuǎn)動(dòng)也可產(chǎn)生交流問題1:線圈在哪個(gè)位置磁通量最大？該位置有何特點(diǎn)？中性面特點(diǎn):Φ有最大值。ΔΦ/Δt為零,E＝0,I=0.問題2:線圈在哪個(gè)位置磁通量最??？該位置有何特點(diǎn)？問題3:線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周.電流方向改變幾次？平行面特點(diǎn):Φ有最小值。ΔΦ/Δt為最大,Em，Im.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流方向改變2次，在中性面位置改變1.交流發(fā)電機(jī)發(fā)電示意圖如圖所示，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是()A.轉(zhuǎn)到圖甲位置時(shí)，通過線圈的磁通量變化率最大B.轉(zhuǎn)到圖乙位置時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為零C.轉(zhuǎn)到圖丙位置時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大D.轉(zhuǎn)到圖丁位置時(shí)，AB邊感應(yīng)電流方向?yàn)锳→BD2.(多選)矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖所示，當(dāng)轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場垂直位置時(shí)()A.線圈中的電動(dòng)勢為0B.線圈中的電動(dòng)勢為NBSωC.穿過線圈的磁通量為0D.線圈不受安培力作AD回顧1.交流如何產(chǎn)生？2.什么是中性面、平行面？3.線框在中性面、平行面有何特點(diǎn)？4.線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流方向改幾次？閉合矩形線圈置于勻強(qiáng)磁場中,并繞垂直磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)中性面:平行面:與B平行的平面,S//B與B垂直的平面,SB中性面特點(diǎn):Φ有最大值。ΔΦ/Δt為零,E＝0,I=0.平行面特點(diǎn):Φ有最小值。ΔΦ/Δt為最大,Em，Im.在哪個(gè)位置開始改變？設(shè)線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng),角速度是ω,線框ABCD為正方形，邊長L,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。經(jīng)過時(shí)間t到實(shí)線位置三.交變電流的變化規(guī)律ωt(中性面開始計(jì)時(shí))(1)線圈轉(zhuǎn)過的角度:(2)線速度與磁場方向夾角:(3)線速度大小:v=ωL/2(4)AB邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(設(shè)線圈面積為S)(5)整個(gè)線框產(chǎn)生的電動(dòng)勢？ωt三.交變電流的變化規(guī)律(1)從中性面位置開始計(jì)時(shí)1.電動(dòng)勢瞬時(shí)值:2.電流瞬時(shí)值:3.電壓瞬時(shí)值:(2)從平行面位置開始計(jì)時(shí)1.電動(dòng)勢瞬時(shí)值:2.電流瞬時(shí)值:3.電壓瞬時(shí)值:e-t圖與i-t圖、Φ－t圖關(guān)系Φ=Φmcosωt圖中獲取信息:1.交流峰值EmEm=nBSω2.線圈位置1.交流峰值Im2.線圈位置1.磁通量峰值2.線圈位置Φm=BS3.交流周期1.中性面、平行面特點(diǎn)？2.交變電流的變化規(guī)律？回顧！(1)從中性面位置開始計(jì)時(shí)1.電動(dòng)勢瞬時(shí)值:2.電流瞬時(shí)值:3.電壓瞬時(shí)值:(2)從平行面位置開始計(jì)時(shí)1.電動(dòng)勢瞬時(shí)值:2.電流瞬時(shí)值:3.電壓瞬時(shí)值:Φ=Φmcosωt圖中獲取信息:1.交流峰值EmEm=nBSω2.線圈位置1.交流峰值Im2.線圈位置1.磁通量峰值2.線圈位置Φm=BS3.交流周期e-t圖與i-t圖、Φ－t圖關(guān)系1.如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)N＝100匝,電阻r＝10Ω，線圈的兩端經(jīng)滑環(huán)與電阻R連接，電阻R＝90Ω，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表。在t＝0時(shí)刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化。求：(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢的最大值；(2)外電阻R兩端電壓隨時(shí)間變化的表達(dá)式。(1)200V(2)u＝180cos(100t)V2.風(fēng)速測速儀的簡易裝置如圖甲所示，某段時(shí)間內(nèi)線圈中感應(yīng)電流的波形如圖乙所示，下列說法正確的是(

)A.若風(fēng)速變大，圖乙中感應(yīng)電流的周期變大B.若風(fēng)速變大，圖乙中感應(yīng)電流的峰值變大C.圖乙中感應(yīng)電流最大時(shí)，風(fēng)速最大D.圖乙中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的原因是風(fēng)速在變化3.如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)磁場中，一線框繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框通過電刷、圓環(huán)、導(dǎo)線等與定值電阻組成閉合回路。t1、t2時(shí)刻線框分別轉(zhuǎn)到圖甲、乙所示的位置，下列說法正確的是(

)A.t1時(shí)刻穿過線框的磁通量最大B.t1時(shí)刻電阻中的電流最大，方向從右向左C.t2時(shí)刻穿過線框的磁通量變化最快D.t2時(shí)刻電阻中的電流最大，方向從右向左答案B解析t1時(shí)刻，穿過線框的磁通量為零，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，電阻中的電流最大，根據(jù)楞次定律，通過電阻的電流方向從右向左，故A錯(cuò)誤，B正確；t2時(shí)刻，穿過線框的磁通量最大，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為零，電阻中的電流為零，故C、D錯(cuò)誤。小結(jié)一.電流種類1.直流電流(DC):方向不隨時(shí)間變化的電流.恒定電流:大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流2.交變電流(AC):大小和方向隨時(shí)間都做周期性變化的電流(交流).二.交變電流產(chǎn)生1.產(chǎn)生:閉合矩形線圈置于勻強(qiáng)磁場中,并繞垂直磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)中性面特點(diǎn):Φ有最大值。ΔΦ/Δt為零,E＝0,I=0.平行面特點(diǎn):Φ有最小值。ΔΦ/Δt為最大,Em，Im.轉(zhuǎn)動(dòng)