人教版高中物理选择性必修第2册 第三章 交变电流 3 1 交变电流.pptVIP

高中物理选择性必修第二册人教版;1交变电流

1.知道什么是交变电流。

2.了解正弦式交变电流的产生原理和方式。

3.掌握正弦式交变电流的变化规律。

4.理解正弦式交变电流的图像。;1.交变电流(AC):①大小和方向????随时间做周期性变化的电流,简称交流。

2.直流(DC):②方向????不随时间变化的电流。

导师点睛????日常生活中使用得更多的是交流,如下图:;1.线圈在③匀强????磁场中绕④垂直于磁场????的轴匀速转动,线圈中就会产生

⑤正弦式????交变电流。

2.过程分析;3.中性面:线圈平面与磁场⑥垂直????的位置。;物理量;交流发电机的基本组成为两部分,即产生感应电动势的⑦线圈????(通常叫作

电枢)和产生磁场的磁体。电枢转动,磁极不动的发电机,叫作旋转电枢式发电机。

磁极转动,电枢不动的发电机,叫作旋转磁极式发电机。;1.直流电动机线圈转到某一位置,换向器能自动改变线圈中的电流方向,这一位置

是中性面。?(√)

2.交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的。?(?????)

3.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,当穿过线圈的磁通量为0时,线圈

中的感应电动势也为0。?(?????)

4.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,每当线圈经过中性面时,感应电

动势或感应电流的方向就改变一次。?(√)

5.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,当线圈位于中性面时,线圈中的

感应电动势最大。(?????)

当线圈位于中性面时,线圈中的磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零,

故该辨析错误。;1|交变电流的产生;问题

1.如图所示,线圈所在的位置是中性面吗?

提示:图中线圈平面与磁场方向垂直,其所在位置是中性面。

2.感应电流在线圈处于什么位置时改变方向?

提示:中性面。

3.线圈转动一周两次经过中性面,电流的方向改变几次?

提示:两次。

4.图中两磁极固定,让N匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO匀速转

动,转动的角速度为ω,线圈的面积为S。当线圈处于图示位置(线圈平面与磁场方向

垂直)时,线圈上产生的感应电动势E为多大?当线圈转至与磁场方向??行的位置时,

感应电动势又是多大?

提示:当线圈处于与磁场方向垂直的位置时,线圈上产生的感应电动势为0;当线圈

处于与磁场方向平行的位置时,感应电动势E=NBSω。;过程分析

如图所示为线圈abcd在匀强磁场中绕轴OO‘转动时的截面图,ab和cd两个边切割磁

感线,产生电动势,线圈中就有了电流(或者说穿过线圈的磁通量发生变化而产生了

感应电流)。

具体分析如图所示:当线圈转动到图甲位置时,导体不切割

磁感线,线圈中无电流;当线圈转动到图乙位置时,导体垂直

切割磁感线,线圈中有电流,且电流从a端流入;线圈在图丙

位置时不切割磁感线,线圈中无电流;线圈在图丁位置时,

电流从a端流出,这说明电流方向发生了改变;线圈在图戊位置同在图甲位置。线圈这样转动下去,就在线圈中产生了交变电流。;中性面、中性面的垂面的特点比较;导体切割磁感线分析的过程

若线圈平面从中性面开始转动,如图所示(O为ad中点),则经过时间t:

?;峰值

(1)由e=NBSωsinωt知,电动势的峰值Em=NBSω。

(2)电动势的峰值由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度ω及线圈面积S决定,与

线圈的形状无关,与转轴的位置无关,因此如图所示的几种情况,若N、B、S、ω相同,则电动势的峰值相同。

(3)电流的峰值可表示为Im=?。;正弦交变电流的瞬时值表达式

(1)从中性面开始计时

①e=NBSωsinωt=Emsinωt。

②i=?=?sinωt=Imsinωt。;对交变电流图像的认识

正弦式交变电流随时间的变化情况可以用图像表示,图像描述的是交变电流的电

动势、电流或电压随时间变化的规律,它们是正弦曲线,如图为i-t图像。

交变电流图像的应用

从图像中可以得到的信息:

(1)交变电流的最大值、线圈转动一圈所用的时间。

(2)线圈位于中性面的时刻。