高中物理選修交變電流課件

高中物理選修交變電流課件第1頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四直流電(DC)

電流方向不隨時(shí)間而改變第2頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、交變電流按下圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示第3頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四交變電流(AC)交變電流(交流):大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流.第4頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四交流發(fā)電機(jī)模型的原理簡(jiǎn)圖第5頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、交變電流的產(chǎn)生矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)第6頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

為了能更方便地說(shuō)明問(wèn)題，我們將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖來(lái)分析.

第7頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(甲)

B⊥S，Φ最大，E=0,I=0

中性面沒(méi)有邊切割磁感應(yīng)線第8頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四B∥S，φ=0，E最大，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，第9頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(丙)B⊥S，Φ最大，E=0,I=0

中性面第10頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四B∥S，φ=0，E最大，I最大，感應(yīng)電流方向a到b第11頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

設(shè)正方形線圈的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，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，ab和cd邊垂直于紙面，轉(zhuǎn)軸為O．1、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)磁通量最小？這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是最大還是最小？回答問(wèn)題：4、試推導(dǎo)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的變化規(guī)律公式。第12頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

1．中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面．（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（ab和cd邊都不切割磁感線），線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零．（2）線圈經(jīng)過(guò)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(guò)中性面，電流方向改變兩次．第13頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

三．交變電流的變化規(guī)律

以線圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻t線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（ab和cd邊切割磁感線）所以令則有

e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）．=NBωS第14頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)．

（1）電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化（2）電流按正弦規(guī)律變化

（3）電路上的電壓按正弦規(guī)律變化

電流通過(guò)R時(shí)：第15頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、交流電的圖像

abcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB第16頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四五、交變電流的種類(1)正弦交流電(2)示波器中的鋸齒波掃描電壓(3)電子計(jì)算機(jī)中的矩形脈沖(4)激光通信中的尖脈沖第17頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。3、交變電流的變化規(guī)律：（1）方向變化規(guī)律-------線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次。

（2）大小變化規(guī)律-------按正弦規(guī)律變化：

e=EmsinωtEm=NBSω叫電動(dòng)勢(shì)的最大值

i=ImsinωtIm=Em/R叫電流的最大值u=UmsinωtUm=ImR叫電壓的最大值

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)第18頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四１、交變電流：

和

都隨時(shí)間做

的電流叫做交變電流．電壓和電流隨時(shí)間按

變化的交流電叫正弦交流電．２、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)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生

．３、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(méi)有感應(yīng)電流，這樣的位置叫做

．線圈平面每經(jīng)過(guò)

中性面一次，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

．大小方向周期性變化正弦規(guī)律感應(yīng)電流中性面兩次第19頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四４、線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值是Em，那么在任一時(shí)刻t感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e為

．若線圈電阻為Ｒ，則感應(yīng)電流的瞬時(shí)值Ｉ為

．0Eme-Emte=Emsinωti=(Em/R)·sinωt第20頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)線圈ab邊長(zhǎng)為20cm，ad邊長(zhǎng)為10cm，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.01T，線圈的轉(zhuǎn)速n=50r/s，求：電動(dòng)勢(shì)的最大值及對(duì)應(yīng)的線圈位置。0.0628V線圈平面與磁場(chǎng)方向平行。

2.如圖所示：匝數(shù)為N、面積為S的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180度時(shí)間內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。ω...E平均=S2NBω/π第21頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四交流發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)介第22頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第23頁(yè)，共24頁(yè)，2023年，2月20日，星期四５、交流發(fā)電機(jī)有兩種，即