【文档说明】高中物理选修第二册《1 交变电流》优质教学课件-统编人教版.ppt，共(41)页，1.512 MB，由小喜鸽上传

转载请保留链接：https://www.ichengzhen.cn/view-117377.html

以下为本文档部分文字说明：

3.1交变电流思考：恒定电流有什么特点？直流电(DC)：电流方向不随时间而改变恒定电流:大小和方向都不随时间变化的电流.一、交变电流(AC)•交变电流(交流):大小和方向都随时间做周期性变化的电流.交流发电机简介按下图所

示进行实验演示二、交变电流的产生矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动我们将立体图转化为平面图来分析几个特殊的位置，推导出计算感应电动势和电流的公式.特点：B⊥S，Φ最大，E=0,I=0没有边切割磁感应线(甲)参考：教

材图3.1-3甲中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面．特点：B∥S，φ=0，E最大，I最大，感应电流方向b到aA（B）、D（C）边垂直切割磁感应线，(乙)参考：教材图3.1-3乙B⊥S，Φ最大，E=0,I=0中性面(丙)参考：教材图3.1-3丙B∥S，φ=0，

E最大，I最大，感应电流方向a到b(丁)参考：教材图3.1-3丁(甲)(乙)(丙)(丁)EI，电流方向：.E,I,Φ.EI，电流方向：.=0=0有最大值有最大值有最大值a—>b有最大值有最大值b—>aE,I,Φ.=0=0有最大值•思考：设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕

垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．1、线圈转动一周，电流方向改变多少次？2、线圈转到什么位置时磁通量最大？这时感应电动势是最大还是最小？3、线圈转到什么位置时磁通量最小？这时感应

电动势是最大还是最小？回答问题：4、试推导感应电动势大小的变化规律公式。•思考：设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．1、线圈转动一周，电流方向改变

多少次？回答问题：线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次．•思考：设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转

轴为O．2、线圈转到什么位置时磁通量最大？这时感应电动势是最大还是最小？回答问题：线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零（ab和cd边都不切割磁感线），线圈中的电动势为零．•思考：设正方形线圈的边长为L，在匀强磁

场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．3、线圈转到什么位置时磁通量最小？这时感应电动势是最大还是最小？回答问题：线圈经过峰值面时，穿过线圈的磁通量最小，但磁通量的变化率最大（ab和cd边都不切割磁感线），线圈中的电动势最大．•思考：设正方形线圈的边

长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．回答问题：4、试推导感应电动势大小的变化规律公式。设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω。经过时间t，线圈转过的角度是ωt

，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt，如图所示。设ab边长为L1，bc边长L2，磁感应强度为B，这时ab边产生的感应电动势多大?eab=BL1vsinωt=BL1·1/2ωL2sinωt=1/2NBSsinωt此时整个线框中感应

电动势多大?e=eab+ecd=NBSωsinωt若线圈有N匝时，相当于N个完全相同的电源串联，e=NBSωsinωt，令Em=NBSω，叫做感应电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值。根据部分电路欧姆定律，电压的最大值Um=

ImR，电压的瞬时值U=Umsinωt。•成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时．（1）电动势按正弦规律变化tEemsin（2）电流按正弦规律变化tIimsin（3）电路上的电压按正弦规律变化tUumsin电流通过R时：tIimsin.RIUiRumm

，三、交流电的图像abcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB四.交变电流的种类乙：示波器中的锯齿波扫描电压丙：电子计算机中的矩形脉冲丁：激光通信中的尖脉冲甲：家庭电路中的正弦交变电流1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。3、交

变电流的变化规律：（1）方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：e=EmsinωtEm=NBSω

叫电动势的最大值i=ImsinωtIm=Em/R叫电流的最大值u=UmsinωtUm=ImR叫电压的最大值小结2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动巩固练习１、交变电流：和都随时间做的电流叫做交变电流．电压和电流随时间按变化的交流电叫正弦交流电．２、交流电的产生：矩形线圈在匀

强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生．３、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变．大小

方向周期性变化正弦规律感应电流中性面两次４、线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为．若线圈电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为．0Eme-Emte=Emsinωti=(Em/R)

·sinωt5.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈ab边长为20cm，ad边长为10cm，磁感应强度B=0.01T，线圈的转速n=50r/s，求：电动势的最大值及对应的线圈位置。0.0628V线圈平面与磁场方向平行。6.如图所

示：匝数为N、面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中匀速转动，角速度为ω，求线圈从图示位置转过180度时间内的平均感应电动势。ω...E平均=S2NBω/π7、交流发电机有两种，即和．其中转动的部分叫，不动的部分叫．发电机转

子是由、或其它动力机带动．旋转磁极式旋转电枢式转子定子水轮机蒸汽轮机8、一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示。下面说法中正确的是（）A．t1时刻通过线圈的磁通量为零B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大D9、在匀强磁场中有一矩形线圈，从中性面开始绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速转动时，产生的交变电动势可以表示为e=Emsinωt。现

在把线圈的转速增为原来的2倍，试分析并写出现在的交变电动势的峰值、交变电动势的瞬时值表达式，画出与其相对应的交变电动势随时间变化的图象。解析：当线圈的转速增为2倍时，角速度变为两倍，即ω′=2ω，据交变电动势的峰值表达式Em=B·S·ω，因B、S不变，此时最大值Em′=B·S·2ω

=2Em。现在的交变电动势的瞬时值表达式为：e=Em′·sinω′t=2Emsin2ωt该交变电动势随时间变化的图象如图所示。•10．如图所示各图线中表示交变流电的是（）BCDAC11．交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是（）A．电流将改变方向B．磁场方向

和线圈平面平行C．线圈的磁通量最大D．线圈产生的感应电动势最大D12．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生交变电流，当线圈平面与磁感线方向垂直时穿过线圈的磁通量Φ与产生的感应电动势e的大小正确的是（）A．Φ最

大，e最大B．Φ最小，e最小C．Φ最小，e最大D．Φ最大，e最小C13．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是（）A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次C．线圈平面经过中性面

一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次B14．一束带电粒子沿着通有交流电的螺线管中心轴射入管内，则粒子在管内的运动状态是（）A．往复运动B．匀速直线运动C．匀加速直线运动D．匀速圆周运动B15．如图所示，一个位于x

Oy平面内的矩形线圈abcd，处在匀强磁场中，线圈的四个边分别与x、y轴平行，当线圈绕Ox轴匀速转动到与xOy平面重合时，线圈中感应电流方向为a→b→c→d→a，并且电流最大.那么关于磁场方向及线圈转动方向（沿x轴负方向观察），下述说法中正确的是A.磁场方向沿x轴正方向，线圈

顺时针转动B.磁场方向沿y轴正方向，线圈逆时针转动C.磁场方向沿z轴正方向，线圈逆时针转动D.磁场方向沿y轴正方向，线圈顺时针转动AC16．如图（a）所示，U形金属导轨水平放置，导轨上跨接一金属棒ab，与导轨构成闭合回路

，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中通以如图（b）所示的交流电流，规定电流方向自c向d为正，则ab棒受到向左的安培力的作用时间是（）A．0~t1B．t1~t2C．t2~t3D．t3~t417．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是，属于正

弦交变电流的是。tiABCDABDA18、一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是()：A.T1时刻通过线圈的磁通量为零；B.

T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；C.T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。D19.交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=EmSinωt，如果线圈的频率f提高一倍，其它条件不变，则电动势的变化规律将变化为()

：A。e=EmSin2ωtB.e=2EmSin2ωtC.e=2EmSin4ωtD.e=2EmSinωtB20、一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度100πra

d/s。（1）写出感应电动势的瞬时值表达式。（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？（3）线圈从中性面转过180度的过程中，电动势的最大值、平均值分别是多少？（4）

转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？答案（1）e=311Sin100πt（2）I=3.11Sin（100π*1/120）=3.11*1/2=1.55（A）（3）Em=311VE=NΔφ/Δt=2NBSω/π≈198V（4）Δφ/Δt=311/N（Wb

/s）