【课件】交变电流 2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册.pptx

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1、第三章 交流电3.1 交变电流 用示波器或电压传感器先观察用示波器或电压传感器先观察电池电池供给的供给的电压电压的波形的波形，再观察学生，再观察学生电源交流电源交流挡供给的挡供给的电压的波电压的波形形。这两种波形各有什么特点？。这两种波形各有什么特点？一一、交变电流、交变电流t tI I0 0t tI I0 0交流电交流电：大小和大小和方向方向都随时间做周期性变化都随时间做周期性变化直流电直流电：方向不随时间变化方向不随时间变化 大小大小不变不变变化变化（恒定电流）（恒定电流）把把两两个个发发光光颜颜色色不不同同的的发发光光二二极极管管 并并联联，注注意意使使两两者者正正、负负极极的的方方向向

2、不不同同，然然后后连连接接到到教教学学用用发发电电机机的的两两端端。转转动动手手柄柄，两两个个磁磁极极之之间间的的线线圈圈随随着着转动。观察发光二极管的发光情况转动。观察发光二极管的发光情况。现象现象：说明：说明：发电机产生的交流发电机产生的交流电电流方向在不断变化电电流方向在不断变化两两个二极管会交替发光个二极管会交替发光【演示】手摇发电机思考：思考：发电机为何会产生发电机为何会产生交流电？交流电？1.发电机的结构线圈旋转过程中只有AB和CD边在做切割磁感线的运动滑环电刷而BC和AD边总是沿磁场方向运动二、交变电流的产生二、交变电流的产生思考思考1 1：发电机的线圈在转动时，哪几条边在切割磁

3、感线？发电机的线圈在转动时，哪几条边在切割磁感线？2.交流电的产生原理假定线圈沿逆时针方向匀速转动，我们考虑下面几个问题：假定线圈沿逆时针方向匀速转动，我们考虑下面几个问题：思考思考2 2：在线圈由在线圈由甲图甲图转到转到乙图乙图所示位置的过程中，所示位置的过程中，AB边中边中电电流流向哪个向哪个方向方向流动？流动？CD边中边中电流电流向哪个向哪个方向方向流动？流动？甲甲 乙乙 丙丙 丁丁2.交流电的产生原理假定线圈沿逆时针方向匀速转动，我们考虑下面几个问题：假定线圈沿逆时针方向匀速转动，我们考虑下面几个问题：思考思考3 3：在线圈由在线圈由丙图丙图转到转到丁图丁图所示位置的过程中，所示位置的

4、过程中，AB边中电边中电流方向如何？流方向如何？CD边中电流方向如何？边中电流方向如何？甲甲 乙乙 丙丙 丁丁2.交流电的产生原理假定线圈沿逆时针方向匀速转动，我们考虑下面几个问题：假定线圈沿逆时针方向匀速转动，我们考虑下面几个问题：甲甲 乙乙 丙丙 丁丁思考思考4 4：转到转到什么位置什么位置时线圈中时线圈中没有电流没有电流？转到？转到什么位置什么位置时线圈时线圈中的中的电流最大电流最大？E=0、I=0磁通量为最大磁通量为最大中性面中性面 电流电流：BABADCBDCB I2.交流电的产生原理电流电流：C CD DA AB BC CI磁通量为最小磁通量为最小垂直中性面位置垂直中性面位置E、I

5、最大最大3.交变电流的变化情况（定性）E=0、I=0磁通量为最大磁通量为最大中性面中性面 电流电流：BABADCBDCB 电流电流：C CD DA AB BC C甲甲乙乙丙丙丁丁戊（甲）戊（甲）iot 线圈每经线圈每经过中性面过中性面一次，交流电方向一次，交流电方向改变一次改变一次，线圈每，线圈每转动一周，转动一周，两次经两次经过中性面，过中性面，交流电交流电的方向的方向改变两次改变两次。磁通量为最小磁通量为最小中性面的垂面中性面的垂面设线圈设线圈从中性面开始转动从中性面开始转动，角，角速度是速度是，经过时间，经过时间t，（已知，（已知AB、CD宽宽L1，AD、BC长长L2，磁感应强度是，磁感

6、应强度是B）BvA(B)D(C)t=0v11v中性面中性面线圈与中性面的夹角是多少？线圈与中性面的夹角是多少？AB边的速度多大？边的速度多大？AB边切割磁感线的有效速度多大？边切割磁感线的有效速度多大？AB边中的感应电动势多大？边中的感应电动势多大？线圈中的感应电动势多大？线圈中的感应电动势多大？若为若为N匝线圈，则感应电动势多大？匝线圈，则感应电动势多大？三、三、交变电流的交变电流的变化规律变化规律感应电流方向如何？感应电流方向如何？任意时刻任意时刻t的磁通量：的磁通量：法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律：BA(B)D(C)t=0中性面中性面思考：思考：能否通过法拉第电磁感应定律计算线圈在任意时刻的感应电动势？能否通过法拉第电磁感应定律计算线圈在任意时刻的感应电动势？矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产生的交矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所产生的交变电流按照正弦函数的规律变化变电流按照正弦函数的规律变化正弦式交流电。正弦式交流电。正弦式交流电。正弦式交流电。感应电动势感应电动势瞬时表达式（中性面计时）瞬时表达式（中性面计时）：感应电动势感应电动势峰值峰值：总结规律