山東省滕州市第二中學(xué)人教版物理選修3-2第五章5.1交變電流課件(共25張)_第1頁
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文檔簡介

1、交變電流交變電流1一、電流的分類一、電流的分類2 2、直流電流、直流電流 : 1 1、交變電流(簡稱交流)、交變電流(簡稱交流) :大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流。大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流。其實(shí)其實(shí)方向方向隨時(shí)間改變的電流,就稱為交流隨時(shí)間改變的電流,就稱為交流 。二、交變電流的產(chǎn)生二、交變電流的產(chǎn)生1 1產(chǎn)生裝置:產(chǎn)生裝置:如圖所示,閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中,繞垂直于如圖所示,閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中,繞垂直于磁場的對(duì)稱軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),磁場的對(duì)稱軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),abab和和cdcd邊垂直于紙面。邊垂直于紙面。1、2、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通量最大?這時(shí)感應(yīng)磁通量最大?這時(shí)

2、感應(yīng)電動(dòng)勢是最大還是最???電動(dòng)勢是最大還是最小?3、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)、線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通量最?。窟@時(shí)感應(yīng)磁通量最???這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢是最大還是最???電動(dòng)勢是最大還是最?。繂栴}探究:問題探究:特點(diǎn):特點(diǎn): E=0 , I=0,有最大值。有最大值。磁場中的該位置稱為磁場中的該位置稱為中性面中性面。(甲甲) abcd特點(diǎn):特點(diǎn):=0,E最大最大,I最大最大,電流方向電流方向 b a(乙乙)abcd特點(diǎn):特點(diǎn):E=0 , I=0,有最大值。有最大值。又處于中性面。又處于中性面。(丙丙)dcba特點(diǎn):特點(diǎn):=0,E最大,最大,I最大,電流方向最大,電流方向a bdcba(丁)(?。ヾcba新的周期開

3、始,重復(fù)以上的過程新的周期開始,重復(fù)以上的過程(戊戊) abcda. 磁通量磁通量為為0b. 磁通量的變化率磁通量的變化率/t最大,最大, E最大最大 (1) 圖圖甲甲、丙線圈處于中性面,、丙線圈處于中性面,特點(diǎn):特點(diǎn):(2)圖)圖乙、丁線圈處于最大值面(線圈垂直中性乙、丁線圈處于最大值面(線圈垂直中性面),面),特點(diǎn):特點(diǎn):a. 磁通量磁通量最大最大b. 磁通量的變化率磁通量的變化率/t為零,為零, E0c. 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至中性面時(shí),電流方向發(fā)當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至中性面時(shí),電流方向發(fā) 生改變生改變線線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流方向改變?nèi)D(zhuǎn)動(dòng)一周電流方向改變兩次兩次總結(jié):總結(jié): 思考:感應(yīng)電動(dòng)勢的大小按什么規(guī)律變化?思

4、考:感應(yīng)電動(dòng)勢的大小按什么規(guī)律變化? 1.1.設(shè)線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng),角速度是設(shè)線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng),角速度是, abab、cdcd長長L L1 1,adad、bcbc長長L L2 2 ,磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B。經(jīng)過。經(jīng)過時(shí)間時(shí)間t t到實(shí)線位置,求此時(shí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢到實(shí)線位置,求此時(shí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e e。ab邊中的感應(yīng)電動(dòng)勢就是邊中的感應(yīng)電動(dòng)勢就是cdcd邊中的感應(yīng)電動(dòng)勢跟邊中的感應(yīng)電動(dòng)勢跟abab邊中邊中的大小相同,而且又是串聯(lián)的。的大小相同,而且又是串聯(lián)的。所以,這一瞬間整個(gè)線圈感應(yīng)所以,這一瞬間整個(gè)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢電動(dòng)勢(VtsinBSe tsinBS21tsin

5、2LBLVBLe211ab 三、交變電流的變化規(guī)律三、交變電流的變化規(guī)律Ba(b)d(c).ot,sin2LV2 2.2.交變電流的變化規(guī)律交變電流的變化規(guī)律e=nBSsint=Emsint (從中性面開始計(jì)時(shí)從中性面開始計(jì)時(shí))i=(nBS/R)sint=Imsint (從中性面開始計(jì)時(shí)從中性面開始計(jì)時(shí))u=Umsint (從中性面開始計(jì)時(shí)從中性面開始計(jì)時(shí))(1)感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值: :(2)感應(yīng)電流的瞬時(shí)值感應(yīng)電流的瞬時(shí)值:(3)外電路電阻兩端電壓的瞬時(shí)值外電路電阻兩端電壓的瞬時(shí)值: Em為電動(dòng)勢的峰值為電動(dòng)勢的峰值Em=nBS3.3.交流電的圖像交流電的圖像 eoEmT/

6、4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt te=Emsint (從中性面開始計(jì)時(shí)從中性面開始計(jì)時(shí))成立條件:轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場,經(jīng)中性面成立條件:轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場,經(jīng)中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)。時(shí)開始計(jì)時(shí)。 (1 1)電動(dòng)勢按正弦規(guī)律變化)電動(dòng)勢按正弦規(guī)律變化tsinEem 思考討論:思考討論:(2)轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場,經(jīng)最大值面時(shí)開始計(jì))轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場,經(jīng)最大值面時(shí)開始計(jì) 時(shí)。時(shí)。 電動(dòng)勢按余弦規(guī)律變化電動(dòng)勢按余弦規(guī)律變化tcosEem )tsin(Eem 從某位置開始計(jì)時(shí)從某位置開始計(jì)時(shí), ,為此時(shí)線框與中性面的夾角為此時(shí)線框與中性面的夾角(3)Em=nBS=nm

7、可知,峰值可知,峰值Em與線圈與線圈 的面積有關(guān)。而與垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)動(dòng)的面積有關(guān)。而與垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)動(dòng) 軸的位置無關(guān),與線圈的形狀也無關(guān)。軸的位置無關(guān),與線圈的形狀也無關(guān)。(4)轉(zhuǎn)速對(duì)交變電流的影響:由)轉(zhuǎn)速對(duì)交變電流的影響:由e=nBSsint 可知,角速度也增大,使得感應(yīng)電動(dòng)勢隨可知,角速度也增大,使得感應(yīng)電動(dòng)勢隨 之增大,同時(shí)交變電流的變化也加快。之增大,同時(shí)交變電流的變化也加快。(5 5)電動(dòng)勢平均值用)電動(dòng)勢平均值用 求求 ,要注意是,要注意是 哪一過程的平均值。哪一過程的平均值。tnE 4.4.交變電流的種類交變電流的種類(1)(1)正弦交流電正弦交流電(2)(2)示波器中

8、的鋸齒波掃描電壓示波器中的鋸齒波掃描電壓(3)(3)電子計(jì)算機(jī)中的矩形脈沖電子計(jì)算機(jī)中的矩形脈沖(4)(4)激光通信中的尖脈沖激光通信中的尖脈沖5.5.交流發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)(1)發(fā)電機(jī)的基本組成:)發(fā)電機(jī)的基本組成: 用來產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的線圈(叫電樞)用來產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的線圈(叫電樞) 用來產(chǎn)生磁場的磁極用來產(chǎn)生磁場的磁極(2)發(fā)電機(jī)的基本種類)發(fā)電機(jī)的基本種類 旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)(電樞動(dòng)磁極不動(dòng))旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)(電樞動(dòng)磁極不動(dòng)) 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)(磁極動(dòng)電樞不動(dòng)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)(磁極動(dòng)電樞不動(dòng)無論哪種發(fā)電機(jī),轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫無論哪種發(fā)電機(jī),轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子,不動(dòng)的部,不動(dòng)的部分叫分叫定子定子

9、.1.交變電流:交變電流:大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。的電流。2.交變電流的變化規(guī)律交變電流的變化規(guī)律(1)方向變化規(guī)律方向變化規(guī)律-線圈平面每經(jīng)過中性面線圈平面每經(jīng)過中性面一次,感應(yīng)電流的方向就改變一次;線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一一次,感應(yīng)電流的方向就改變一次;線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周,感應(yīng)電流的方向改變兩次。周,感應(yīng)電流的方向改變兩次。(2)大小變化規(guī)律大小變化規(guī)律-按正(余)弦規(guī)律變化按正(余)弦規(guī)律變化電動(dòng)勢瞬時(shí)值:電動(dòng)勢瞬時(shí)值: e=Emsint 電動(dòng)勢的峰值電動(dòng)勢的峰值 :Em=nBS 總總 結(jié)結(jié)3.電動(dòng)勢的平均值:電動(dòng)勢的平均值:tnE 1在如圖所示的幾種電流隨時(shí)間變

10、化的圖線中,在如圖所示的幾種電流隨時(shí)間變化的圖線中,屬于交變電流的是屬于交變電流的是 ,屬于正弦交變電流的,屬于正弦交變電流的是是 。tiABCD2.2.一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間的內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示,下面說法中正確的是(變化規(guī)律如圖所示,下面說法中正確的是( )A. t1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零;時(shí)刻通過線圈的磁通量為零;B. t2時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大;時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大;C. t3時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大;時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大;D.每當(dāng)每當(dāng)e變換方向時(shí),通過線圈的磁通量的絕對(duì)值變換方向時(shí),通過線圈的磁通量的絕對(duì)值都為最大。都為最大。 etot1t2t3t4 4. 一臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動(dòng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為勢的最大值為311V,線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是是100rad/s。(1)寫出感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式。)寫出感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式。(2)若該發(fā)電機(jī)只與)若該發(fā)電機(jī)只與100的電阻負(fù)載組成閉合電的電阻負(fù)載組成閉合電路,求在路,求在t=1/120s時(shí)電流強(qiáng)度的

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