湖南省新田县第一中学高中物理5.1交变电流课件新人教版选修3_2.ppt

交变电流交变电流1、直直流电流电流流(DC)2、交交变电变电流流(AC)一、交变电流的概念一、交变电流的概念 方向不随时间变化的电流称为直流电。电池方向不随时间变化的电流称为直流电。电池供给的电流供给的电流,大小和方向都不随时间变化大小和方向都不随时间变化,所以属所以属于直流于直流.家庭电路中的电流家庭电路中的电流,大小和方向都随时间做周大小和方向都随时间做周期性变化期性变化,这样的电流叫做交变电流。这样的电流叫做交变电流。思思考考1.图图中中的的电电流流i 随随时时间间t 变变化化的的图图像中像中,表示交流电的是表示交流电的是().BCDeoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt t 二、交变电流的产生二、交变电流的产生交变电流产生条件：线圈在磁场中绕垂交变电流产生条件：线圈在磁场中绕垂 直于磁场的轴转动直于磁场的轴转动BS最大最大 E=0=0I=0=0中性面中性面垂直磁场方向的平面叫做垂直磁场方向的平面叫做中性面。中性面。线圈经过线圈经过中性面中性面时，时，最大最大，但线圈，但线圈中的中的电动势为零电动势为零(V/B)A(B)D(C)过程分析过程分析将立体图转化为平面图将立体图转化为平面图=0=0BS=0=0E E最大最大 I I最大最大感应电流方向感应电流方向B到到A线圈与磁场平行时，线圈与磁场平行时，最小最小，但线圈，但线圈中的中的电动势最大电动势最大(VB)A(B)D(C)最大最大D(C)A(B)BBS最大最大E=0 I=0中性面中性面BS=0E、I最大最大感应电流方向感应电流方向C到到DV/BVBD(C)A(B)B线圈平面与磁感线垂直的位置线圈平面与磁感线垂直的位置（1 1）线圈经过）线圈经过中性面中性面时，穿过线圈的时，穿过线圈的磁通量最磁通量最大大，但磁通量的变化率为零，线圈中的，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为电动势为零零（3 3）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动圈转动一周一周，两次两次经过中性面，电流方向改变经过中性面，电流方向改变两两次次（2）线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的磁通磁通量为零量为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的，但磁通量的变化率最大，线圈中的电电动势为最大。动势为最大。中性面中性面 矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是A当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零势也为零C每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次方向就改变一次D线框经过中性面时，各边不切割磁感线线框经过中性面时，各边不切割磁感线例例1C D则有 e e为电动势在时刻为电动势在时刻t t的瞬时值，的瞬时值，E Em m为电动势的最为电动势的最大值（峰值）大值（峰值）三、三、交变电流的变化规律交变电流的变化规律 以线圈经过中性面开始计时，在时刻以线圈经过中性面开始计时，在时刻t t线圈线圈中的感应电动势（中的感应电动势（abab和和cdcd边切割磁感线边切割磁感线,ab,ab和和cdcd为为L L1 1,bc,bc和和adad为为L L2 2）v 特特别别提醒：提醒：(1)瞬瞬时值时值表达式与开始表达式与开始计时计时的位置有关的位置有关 若若线线圈从中性面开始圈从中性面开始计时计时，eEmsint.若若线线圈圈从从位位于于与与中中性性面面垂垂直直的的位位置置开开始始计计时时，eEmcost.(2)峰峰值值与与开开始始计计时时的的位位置置及及线线圈圈转转动动的的时时间间无无关关，与与线线圈形状无关，与圈形状无关，与转轴转轴的位置无关的位置无关 eoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt tabcdKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB四、交流电的四、交流电的图像图像 et0Em-Emit0Im-Im四、交流电的四、交流电的图像图像 一矩形线圈，绕垂直于匀一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动定轴转动，线圈中的感应电动势势e随时间的变化如图所示，随时间的变化如图所示，下列说法中正确的是下列说法中正确的是()At1时刻通过的磁通量为零时刻通过的磁通量为零Bt2时刻通过的磁通量的绝对值最大时刻通过的磁通量的绝对值最大Ct3时刻通过的磁通量变化率的绝对值最大时刻通过的磁通量变化率的绝对值最大D每当每当e变换方向时通过的磁通量的绝对值最大变换方向时通过的磁通量的绝对值最大【答案】【答案】D例例3【精精讲讲精精析析】因因电电动动势势按按余余弦弦规规律律变变化化，故故初初始始时时刻刻线线圈圈处处于于垂垂直直中中性性面面的的位位置置，至至t1时时刻刻恰恰好好到到达达中中性性面面，磁磁通通量量最最大大，A错错；t2时时刻刻又又垂垂直直中中性性面面，磁磁通通量量为为零零，但但其其变变化化率率最最大大,B错错；t3时时刻刻又又到到达达中中性性面面，磁磁通通量量最最大大，但但其其变变化化率率为为零零，C错错；e变变换换方方向向时时正正是是其其大大小小为为零零时时，也也恰恰好好是磁通量最大是磁通量最大时时【答案答案】D