高二物理交變電流2

5.1

交變電流直流電(DC)電流方向不隨時間而改變教師應(yīng)自己做演示實驗一、交變電流按下圖所示進(jìn)行實驗演示交變電流(AC)交變電流(交流):大小和方向都隨時間做周期性變化的電流.交流發(fā)電機(jī)模型的原理簡圖教師看圖解釋，教師指出：線圈的中性面的位置．二、交變電流的產(chǎn)生矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動為了能更方便地說明問題，我們將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖來分析.(甲)B⊥S，

Φ最大，

E=0

,

I=0中性面沒有邊切割磁感線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，(丙)B⊥S，

Φ最大，

E=0

,

I=0中性面B∥S，φ=0，E最大，I最大，感應(yīng)電流方向a到b教師強(qiáng)調(diào)指出：線圈的中性面．

設(shè)正方形線圈的邊長為L，在勻強(qiáng)磁場B中繞垂直于磁場的對稱軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示，ab和cd邊垂直于紙面，轉(zhuǎn)軸為O．回答問題：．線圈轉(zhuǎn)動一周，電流方向改變多少次？．線圈轉(zhuǎn)到什么位置時磁通量最大？這時感應(yīng)電動勢是最大還是最??？．線圈轉(zhuǎn)到什么位置時磁通量最??？這時感應(yīng)電動勢是最大還是最小？．試推導(dǎo)感應(yīng)電動勢大小的變化規(guī)律公式。1．中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面．線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零（

ab和cd邊都不切割磁感線），線圈中的電動勢為零．線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次．三．交變電流的變化規(guī)律以線圈經(jīng)過中性面開始計時，在時刻t線圈中的感應(yīng)電動勢（ab和cd邊切割磁感線）所以令則有e為電動勢在時刻t的瞬時值，

Em為電動勢的最大值（峰值）．=NB

ωS（1）電動勢按正弦規(guī)律變化成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場，經(jīng)中性面時開始計時．（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R時：四、交流電的圖像bcdKLAaBabcKLAdBabcdkLABabcdkLABabcdkLAB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)電子計算機(jī)中的矩形脈沖(4)激光通信中的尖脈沖e=Emsinωti=Imsinωtu=UmsinωtEm=NBSω叫電動勢的最大值

Im=Em/R叫電流的最大值Um=ImR叫電壓的最大值小結(jié)1．交變電流：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流。2．矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動3．交變電流的變化規(guī)律：方向變化規(guī)律-------線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次；線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次。大小變化規(guī)律-------按正弦規(guī)律變化：變化的交流和

方向

都隨時間做１．交變電流：

大小

的電周流期叫性做變交化變電流．電壓和電流隨時間按

正弦規(guī)律電叫正弦交流電．２．交流電的產(chǎn)生：矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的中心軸勻速旋轉(zhuǎn)時，線圈中就會產(chǎn)生

感應(yīng)電流．３．當(dāng)線圈平面垂直于磁感線時，線圈各邊都不切割磁感線，線圈中沒有感應(yīng)電流，這樣的位置叫做中性面

．線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，因此線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向改變兩次．４．線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是，線圈中的感應(yīng)電動勢的峰值是Em，那么在任一時刻t感應(yīng)電動勢的瞬時值e為．若線圈電阻為Ｒ，則感應(yīng)電流的瞬時值Ｉ0Em為i=(Em/R)·sinω．e-Emtme=

E

sinωtt矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動。設(shè)線圈ab邊長為20cm，ad邊長為10cm，磁感應(yīng)強(qiáng)度

B=0.01T，線圈的轉(zhuǎn)速n=50r/s，求：電動勢

的最大值及對應(yīng)的線圈位置。0.0628V

線圈平面與磁場方向平行。如圖所示：匝數(shù)為N、面積為S的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場B中勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，求線ω圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180度時間

內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢。...E

平均=2NBSω/π交流發(fā)電機(jī)簡介５．交流發(fā)電機(jī)有兩