交变电流新课标新人教版高中物理选修322.ppt

交变电流新课标新人教版高中物理选修322 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望穿过闭合电路的磁通量发生变化时，产生感应电流，而磁通量变化的方式不同，产生的感应电流也不同，感应电流可以是恒定的，可以是变化的，可以是周期性变化的，本节我们将研究一种十分重要的周期性变化的电流正弦交变电流 一、交变电流的产生按下图所示进行实验演示实验现象：缓慢转动线圈时，电流计指针在左右摇动，线圈每转一周，指针左右摆动一次1交变电流：大小和方向都随时间作周期变化的电流，叫做交变电流，简称交流 2闭合的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生交流，但这不是产生交流的惟一方式二、交变电流的变化规律如图，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程 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O1、线圈转动一周，电流方向改、线圈转动一周，电流方向改变多少次？变多少次？2、线圈转到什么位置时磁通量、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最大？这时感应电动势是最大还是最小？是最小？3、线圈转到什么位置时磁通量、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最小？这时感应电动势是最大还是最小？是最小？4、试推导感应电动势大小的变、试推导感应电动势大小的变化规律公式。化规律公式。看看动画动画回答问题：回答问题：1中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面中性面 （1）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 （2）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2变化规律 以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）所以令则有 e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值=B S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（2）电流按正弦规律变化（3）电路上的电压按正弦规律变化 电流通过R时：交流电的图像 abcdKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB总结：总结：1.交变电流交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。2.交变电流的变化规律：交变电流的变化规律：方向变化规律方向变化规律-线圈平面每经过中性面一次，感应线圈平面每经过中性面一次，感应电电 流的方向就改变一次；线圈转动一周，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。感应电流的方向改变两次。大小变化规律大小变化规律-按正弦规律变化：按正弦规律变化：e=Emsint Em=BS叫电动势的最大值叫电动势的最大值 i=Imsint Im=Em/R叫电流的最大值叫电流的最大值 u=Umsint Um=ImR叫电压的最大值叫电压的最大值 1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈ab边长为边长为20cm，ad边长为边长为10cm，磁感应强度磁感应强度 B=0.01T，线圈的转速线圈的转速n=50r/s，求：电动势的最大值及对应的线圈位置。求：电动势的最大值及对应的线圈位置。解：解：Em=BS=BS2n=0.010.20.123.1450V=0.0628V 线圈平面线圈平面与磁场方向平行。与磁场方向平行。2.如图所示：匝数为如图所示：匝数为N、面积为面积为S的矩形线圈的矩形线圈在匀强磁场在匀强磁场B中匀速转动，角速度为中匀速转动，角速度为，求线求线圈从图示位置转过圈从图示位置转过180度时间内的平均感应电度时间内的平均感应电动势。动势。2=NT1BS-(-BS)解：解：平均平均=tN E其中其中T=2/.E平均=SNB/