【物理】交变电流的产生课件-2023-2024学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册.pptx

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1、3.2 3.2 交变电流的产生交变电流的产生选修二选修二 第三章第三章 电池直流供电时电压的波形学生电源交流挡供电时电压的波形一、直流电流和交变电流1 1、直流：方向、直流：方向不随时间变化的不随时间变化的电流称为直流。电流称为直流。(DC)(DC)2 2、交流：用电器、交流：用电器中的电流、电压中的电流、电压随时间做周期性随时间做周期性变化，这样的电变化，这样的电流叫交变电流，流叫交变电流，简称交流。简称交流。(AC)(AC)家庭电路中的家庭电路中的正弦交变电流正弦交变电流示波器中的锯齿示波器中的锯齿波形扫描电压波形扫描电压电子计算机中的电子计算机中的矩形脉冲矩形脉冲激光通信用的激光通信用的

2、尖脉冲尖脉冲 例例1 1、下图画出了下图画出了6 6种电流随时间变化的图象，这种电流随时间变化的图象，这6 6个图中的电流个图中的电流i i都随时间做都随时间做周期性变化，其中属于交变电流的是周期性变化，其中属于交变电流的是 交流发电机模型及其原理简图交流发电机模型及其原理简图那么，交流电是如何产生的呢？交流发电机PART 01交流发电机 组成发电机的两部分中一部分不动（叫组成发电机的两部分中一部分不动（叫定子定子），另一部分绕着），另一部分绕着轴线做匀速转动（叫轴线做匀速转动（叫转子转子）便可以发出电来。）便可以发出电来。电枢（电枢（shsh）磁极磁极转子是它，叫旋转子是它，叫旋转电枢式发电

3、机转电枢式发电机转子是它，叫旋转子是它，叫旋转磁极式发电机转磁极式发电机基本组成部分 你能用已学知识解释以下交流发电你能用已学知识解释以下交流发电机的工作原理吗？它产生的电流有什么机的工作原理吗？它产生的电流有什么特点？特点？交变电流的产生PART 02交流发电机示意图KAFELDCB二、交变电流的产生二、交变电流的产生1.1.产生：线圈在磁场中转动线圈绕垂直于磁场的轴转动过程中，穿过线圈的产生：线圈在磁场中转动线圈绕垂直于磁场的轴转动过程中，穿过线圈的磁通量周期性变化，产生大小和方向周期性变化的感应电动势，如果是闭合磁通量周期性变化，产生大小和方向周期性变化的感应电动势，如果是闭合电路，则产

4、生大小和方向周期性变化的电流。电路，则产生大小和方向周期性变化的电流。2.中性面：线圈平面与磁场垂直3.与中性面垂直：线圈平面与磁场平行.I=0中性面中性面电流最大电流最大I方向：方向：dcbadI=0中性面中性面电流最大电流最大I方向：方向：abcda交流电的产生原理请判断出下列四个位置时电流方向？并总结这样的发请判断出下列四个位置时电流方向？并总结这样的发电机在电机在匀速转动匀速转动过程中产生过程中产生电流方向电流方向有什么特点？有什么特点？电流电流方向方向具有周期性变化的特点。具有周期性变化的特点。每经中性面一次电流方向改变一次每经中性面一次电流方向改变一次 I=0中性面中性面图甲图丙图

5、乙图丁图戊（甲）3.交变电流的变化规律图像如果从中性面开始计时3.交变电流的变化规律图像如果从“垂直于中性面”开始计时课堂总结课堂总结交变交变电流电流交流发电机交流发电机交变电流的变化规律交变电流的变化规律电枢电枢磁极磁极交变电流的产生交变电流的产生例1一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示，则以下说法中正确的是（）At=0时刻，线圈平面与中性面垂直Bt=0.01 s时刻，的变化率最大Ct=0.02 s时刻，交变电流的电动势达到最大D该线圈产生的交变电流的电动势随时间变化的图像如图乙B2图甲、乙是交流发电机示意图，线圈ABCD在磁场中匀速转

6、动。下列说法正确的是（）A图甲中穿过线圈的磁通量最大，电路中的感应电流最大B图乙中穿过线圈的磁通量为零，电路中的感应电流为零C图甲中穿过线圈的磁通量变化率为零，电路中的感应电流为零D图乙中穿过线圈的磁通量变化率最大，电路中的感应电流为零C3图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（）A交变电流的最大值为Bt=0.01 s时线圈位于中性面Ct=0.01 s时线圈平面与磁场方向平行Dt=0.02 s时穿过线圈的磁通量最大AC3.交变电流

7、的变化规律图像如果从中性面开始计时ttttmEmImUm3.交变电流的变化规律图像如果从“垂直于中性面”开始计时ttttmEmImUm校本作业考查：交变电流的特点考查：交变电流的特点中性面位置，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零；中性面位置，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零；线圈每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈每转动一周，电流方向改变两次。线圈每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈每转动一周，电流方向改变两次。1.如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是()A.线圈每转动一周，指针

8、左右摆动两次B.图示位置为中性面，线圈中无感应电流C.图示位置ab边的感应电流方向为abD.线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零3.（多选）如图所示，观察电流表的指针，可以看到()A.指针随着线圈转动而摆动，并且线圈旋转一周，指针左右摆动一次B.当线圈平面转到跟磁感线垂直时，电流表的指针的偏转最大C.当线圈平面转到跟磁感线平行时，电流表的指针的偏转最大D.从图示位置开始计时，匀速转动的线圈里产生感应电动势和感应电流是按正弦规律变化的2.线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图可知()A.在A、C时刻线圈处于中性面位置B.在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零C.从A时刻到D时

9、刻转过的角度为D.若从O时刻到D时刻经过0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次C CD DACAC校本作业峰值（最大值）：正弦式交变电流的峰值Em=NBS=Nm,可在E-t图象中读出4.矩形线圈边长ab0.4m，bc0.2m，共50匝，线圈在B0.2T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO以100/r/s的转速匀速转动，则线圈产生的最大电动势是多少？5.一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图象,试根据图象得出:（1）电动势的最大值_；（2）线圈转动的角速度_；16020V20V校本作业峰值（最大值）：正弦式交变电流的峰值峰值（最大值）：正弦式交变电

10、流的峰值E Em m=NBSNBS=NNm m,可在可在E-tE-t图象中读出图象中读出6.（多选）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动时，产生的交变电流的最大值出现在()A.线圈平面与磁感线平行时 B.线圈平面与磁感线垂直时C.线圈平面与中性面重合时 D.线圈平面与中性面垂直时7.一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈内的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是()A.t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B.t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变C.t2、t4时刻线圈中磁通量最大D.t2、t4时刻线圈

11、中感应电动势最小ADADB B校本作业ABABD D校本作业10.如图，N50匝的矩形线圈abcd，边长ab0.20 m，ad0.25 m，放在磁感应强度B T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO轴以100rad/s的角速度匀速转动，线圈电阻r1，外电路电阻R9，t0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里.(1)写出t0时感应电流的方向（用abcda或adcba表示）；(2)写出线圈感应电动势的最大值及瞬时值表达式；(3)在t=1/400 s时产生的电动势e是多大？(4)写出通过电阻R的电流的最大值及瞬时值表达式；校本作业A A校本作业 I=0中性面中性面电流最大电流最大I方向：方向：dcbadI=0中性面中性面电流最大电流最大I方向：方向：abcda交流电的产生原理请判断出下列四个位置时电流方向？并总结这样的请判断出下列四个位置时电流方向？并总结这样的发电机在发电机在匀速转动匀速转动过程中产生过程中产生电流方向电流方向有什么特点有什么特点？电流电流方向方向具有周期性变化的特点。具有周期性变化的特点。每经中性面一次电流方向改变一次每经中性面一次电流方向改变一次草稿