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

第三章

交變電流3.1交變電流導(dǎo)學(xué)生電源例1：在如圖所示的幾種電流隨時間變化的圖線中，屬于交變電流的是（）ABDtiABDC干電池思1、結(jié)合三維圖和二維圖，根據(jù)線框的不同位置，判斷是否有感應(yīng)電流？以及感應(yīng)電流的方向？在三維圖中畫出電流方向？2、線圈轉(zhuǎn)動一周，電流方向改變多少次？2次議1、矩形線圈AB、CD寬L1，AD、BC長L2，磁感應(yīng)強(qiáng)度是B，設(shè)線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是ω．經(jīng)過時間t，求此時的感應(yīng)電動勢.BvA(B)D(C)t=0θv11v⊥θ線圈與中性面的夾角是多少？AB邊的速度多大？AB邊切割磁感線的有效速度多大？AB邊中的感應(yīng)電動勢多大？⑥若為N匝線圈，則感應(yīng)電動勢多大？2、請根據(jù)你得到的電動勢和時間的關(guān)系畫圖像⑤整個線圈中的感應(yīng)電動勢多大？議3、若已知，導(dǎo)線框電阻為r，外接電阻為R，則干路電流i和路端電壓u與時間t的關(guān)系也是正弦圖像嗎？4、磁通量關(guān)于時間的變化是什么樣的？e=0時，Φ=_____e=Em時，Φ=_____5、中性面：垂直磁場方向的平面Φuie評BvA(B)D(C)中性面ωtt=0

v‖v⊥ωt若線圈從中性面的垂面（峰值面）開始計(jì)時，e-t、Φ-t圖像如何改變？負(fù)載兩端電壓變化規(guī)律：流過負(fù)載的電流變化規(guī)律：說明：物理學(xué)中，正弦交變電流與余弦交變電流(本質(zhì)規(guī)律都相同)統(tǒng)稱為正弦式交流電線圈（叫電樞）→產(chǎn)生感應(yīng)電動勢磁極→產(chǎn)生磁場①基本組成②基本種類旋轉(zhuǎn)電樞式→電樞動，磁極不動旋轉(zhuǎn)磁極式→磁極動，電樞不動三、交流發(fā)電機(jī)

無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子，不動的部分叫定子。評電壓高會火花放電、電樞無法做大高電壓、高功率輸出例2：一臺發(fā)電機(jī)在產(chǎn)生正弦式電流。如果發(fā)電機(jī)電動勢的峰值為Em=400V，線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω=100πrad/s，試寫出電動勢瞬時值的表達(dá)式。如果這個發(fā)電機(jī)的外電路只有電阻元件，總電阻為2000Ω，電路中電流的峰值是多少？寫出電流瞬時值的表達(dá)式。解：假定發(fā)電機(jī)從線圏中性面開始計(jì)時，線圏中電動勢的瞬時表達(dá)式為：e=Emsinwt數(shù)據(jù)代入：e=400sin100πt不計(jì)發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻，電流中電流峰值：所以瞬時值：i=Imsinwt=0.2sin100πt.檢例3：KLMN是一個豎直的矩形導(dǎo)線框，全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平方向的強(qiáng)磁場中，線框面積為S，MN邊水平，線框繞某豎直固定軸以角速度w勻速轉(zhuǎn)動。在MN邊與磁場方向的夾角到達(dá)30°的時刻，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的瞬時電動勢e的大小是多少?標(biāo)出線框此時電流的方向。已知線框按俯視的逆時針方向。解：Kl邊與磁場方向成30°時，線圈平面與中性面夾角為60°。此時感應(yīng)電動勢為：e=Emsinwt=BSwsin60°代入數(shù)據(jù)得：檢課堂小結(jié)一、交變電流①交流電：大小和方向都隨時間做周期性變化②直流電：方向不隨時間變化大小不變變化（恒定電流）二、交變電流的產(chǎn)生①線圈旋轉(zhuǎn)過程中只有AB和CD邊在做切割磁感線的運(yùn)動，產(chǎn)生E感②線圈每轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，交流電的方向改變兩次。③中性面：與磁場垂直的平面特點(diǎn)：磁通量最大，E感=0，I感=0。④與中性面垂直的平面：磁通量為0，E感最大，I感最大。三、交變電流的變化規(guī)律e=Emsinwt感應(yīng)電動勢：（Em為峰值，Em=NBSw）路端電壓：電路中的電流：u=Umsinwti=Imsinwt線圈（叫電樞）→產(chǎn)生感應(yīng)電動勢磁極→產(chǎn)生磁場①基本組成②基本種類旋轉(zhuǎn)電樞式→電樞動，磁極不動旋轉(zhuǎn)磁極式→磁極動，電樞不動四、交流發(fā)電機(jī)無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子，不動的部分叫定子。第三章

交變電流3.1交變電流第二課時導(dǎo)導(dǎo)思議1、有多個面積相同的不同形狀的單匝線圈，以相同的角速度從中性面開始繞垂直磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，問它們產(chǎn)生的峰值電動勢Em相同嗎?×

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×2、轉(zhuǎn)軸位置不同時產(chǎn)生的峰值電動勢Em相同嗎?×

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×評×

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×ABCDABCD1、從如圖位置開始勻速轉(zhuǎn)動，問e-t圖像？2、若以CD為軸勻速轉(zhuǎn)動畫出大致的e-t圖像，并判斷是否是交流電？例1:如圖所示，一半徑為r＝10cm的圓形線圈共N=100匝，在磁感應(yīng)強(qiáng)度

的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場方向的中心軸線OO′以n＝600r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至中性面位置(圖中位置)時開始計(jì)時。(1)寫出線圈內(nèi)所產(chǎn)生的交變電動勢的瞬時值表達(dá)式。(2)求線圈從圖示位置開始在

時的電動勢的瞬時值。(3)求線圈從圖示位置開始在

時間內(nèi)的電動勢的平均值。檢例2：一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖像如圖所示。則下列說法中正確的是A．t＝0時刻，線圈平面與中性面垂直B．t＝0.01s時刻，Φ的變化率為0C．t＝0.02s時刻，感應(yīng)電動勢達(dá)到最大D．從t＝0.01s時刻至t＝0.03s時刻線圈轉(zhuǎn)過的角度是D檢例3：如圖甲所示