高中物理选修交变电流精选文档.ppt

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1、高中物理选修交变电流课件本讲稿第一页，共二十六页直流电直流电(DC)(DC)电流方向不随时间而改变电流方向不随时间而改变本讲稿第二页，共二十六页交变电流交变电流(AC)交变电流交变电流(交流交流):):大小和方向都随大小和方向都随时间做周期性变化的电流时间做周期性变化的电流.本讲稿第三页，共二十六页交流发电机模型的原理简图交流发电机模型的原理简图本讲稿第四页，共二十六页交变电流产生示意图：交变电流产生示意图：交变电流的产生交变电流的产生ABCDABCD线圈（切割磁感线）线圈（切割磁感线）K K、LL圆环圆环圆环圆环E E、F F电刷电刷电刷电刷使线圈在转动时保使线圈在转动时保持与外电路的连接持

2、与外电路的连接本讲稿第五页，共二十六页1 1、在线圈由甲转到乙的过程中，、在线圈由甲转到乙的过程中，、在线圈由甲转到乙的过程中，、在线圈由甲转到乙的过程中，ABAB边中电流向哪边中电流向哪边中电流向哪边中电流向哪 个方向流动？个方向流动？由由由由BABA本讲稿第六页，共二十六页2 2、在线圈由丙转到丁的过程中，、在线圈由丙转到丁的过程中，、在线圈由丙转到丁的过程中，、在线圈由丙转到丁的过程中，ABAB边中电流向哪边中电流向哪边中电流向哪边中电流向哪 个方向流动？个方向流动？个方向流动？个方向流动？由由AB本讲稿第七页，共二十六页本讲稿第八页，共二十六页 1 1中性面中性面：线圈平面与磁：线圈平

3、面与磁感线垂直的位置叫做中性面感线垂直的位置叫做中性面 本讲稿第九页，共二十六页Vr所以本讲稿第十页，共二十六页三交变电流的变化规律三交变电流的变化规律 以以线线圈圈经经过过中中性性面面开开始始计计时时，在在时时刻刻t t线线圈圈中中的的感应电动势（感应电动势（ABAB和和CDCD边切割磁感线边切割磁感线 ）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（峰值）=NBSNBS若为若为N N匝线圈匝线圈本讲稿第十一页，共二十六页成立条件：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 2）电流按正弦规律变化）电流按正弦规律变化（3）电路上的电压按正弦规律变化 电

4、流通过R时：本讲稿第十二页，共二十六页四、交流电的四、交流电的图像图像 从中性面开始计时从中性面开始计时本讲稿第十三页，共二十六页如果从乙图开始计时：交流电图像如何画？如果从乙图开始计时：交流电图像如何画？本讲稿第十四页，共二十六页从中性面开始计时磁通量变化图像如何？是正弦还是余弦图从中性面开始计时磁通量变化图像如何？是正弦还是余弦图什么时刻磁通量变化率最大？什么时刻磁通量变化率最小什么时刻磁通量变化率最大？什么时刻磁通量变化率最小本讲稿第十五页，共二十六页（1 1）线圈经过）线圈经过中性面中性面时，穿过线圈的时，穿过线圈的磁磁通量最大通量最大，但磁通量的变化率为零（，但磁通量的变化率为零（a

5、bab和和cdcd边都不切割磁感线），线圈中的边都不切割磁感线），线圈中的电动电动势为零势为零2 2）线线圈圈经经过过中中性性面面时时，电电流流将将改改变变方方向向，线线圈圈转转动动一一周周，两两次次经经过过中中性性面面，电流方向改变电流方向改变两次两次本讲稿第十六页，共二十六页五、交变电流的种类五、交变电流的种类(1)(1)正弦交流电正弦交流电(2)(2)示波器中的锯齿波扫描电压示波器中的锯齿波扫描电压(3)(3)电子计算机中的矩形脉冲电子计算机中的矩形脉冲(4)(4)激光通信中的尖脉冲激光通信中的尖脉冲本讲稿第十七页，共二十六页交流发电机简介本讲稿第十八页，共二十六页本讲稿第十九页，共二十

6、六页1 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。3 3、交变电流的变化规律：、交变电流的变化规律：（1 1）方向变化规律方向变化规律-线圈平面每经过线圈平面每经过中性面中性面一次，感应一次，感应电流的电流的方向就改变方向就改变一次；线圈转动一次；线圈转动一周一周，感应电流的方向，感应电流的方向改变改变两次两次。（2 2）大小变化规律）大小变化规律-按按正弦规律正弦规律变化：变化：e=Emsint Em=NBS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

7、电压的最大值叫电压的最大值 小结小结2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动本讲稿第二十页，共二十六页1.答：磁铁靠近白炽灯，发现灯丝颤动因为通交变电流的灯丝处在磁场中要受到力的作用，灯丝受到的磁场力的大小、方向都随时间做周期性变化，因而灯丝颤动本讲稿第二十一页，共二十六页本讲稿第二十二页，共二十六页本讲稿第二十三页，共二十六页2 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面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变化规律如图所

8、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。答案：D本讲稿第二十四页，共二十六页 Em=NBS本讲稿第二十五页，共二十六页练习 一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为E Emm=400V=400V，线圈匀速转动的角速度为，线圈匀速转动的角速度为，线圈匀速转动的角速度

9、为，线圈匀速转动的角速度为=314rad/s=314rad/s，试写出电动，试写出电动，试写出电动，试写出电动势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为电阻为电阻为电阻为20002000，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式。达式。达式。达式。e=Ee=EmmsinsinWWt=400sin314tt=400sin314t解：解：解：解：电动势瞬时值的表达式为：电动势瞬时值的表达式为：电流峰值为：电流峰值为：电流峰值为：电流峰值为：I Im=E=Em/R=4002000=0.2A/R=4002000=0.2A电流瞬时值的表达式为：电流瞬时值的表达式为：电流瞬时值的表达式为：电流瞬时值的表达式为：i=i=I ImmsinsinWWt=2sin314t本讲稿第二十六页，共二十六页