高中物理 《交变电流》课件.ppt

1、5-1 交变电流交变电流转子转子电刷电刷电刷电刷定子定子【演示实验】【演示实验】观察二极管的观察二极管的发光发光情况情况交替发光交替发光通过二极管的电流通过二极管的电流方向方向发生发生变化变化线框中产生的感应电流方向是变化的线框中产生的感应电流方向是变化的G G|概念概念:1.1.交变电流交变电流:大小大小和和方向方向都随时间做周期性的变化都随时间做周期性的变化.简称交流（简称交流（ACAC）2.2.恒定电流恒定电流:大小大小和和方向方向不随时间变化的电流不随时间变化的电流 直流电直流电:方向方向不随时间变化的电流。不随时间变化的电流。问题问题1.在线圈转动过程中在线圈转动过程中,是磁场变化还

2、是导体是磁场变化还是导体棒切割产生电动势？棒切割产生电动势？a(b)(c)dvvacdHFb问题问题2.2.这两条边是否一直在切割这两条边是否一直在切割?哪些边在切割哪些边在切割?中中性性面面的的概概念念思考思考:在这个位置在这个位置磁通量磁通量是多大是多大?电动势是零电动势是零此时线圈所在的平面叫做此时线圈所在的平面叫做中性面中性面a(b)(c)dvvabcdHF问题问题3.线框绕过线框绕过ad和和bc边中点的轴旋转边中点的轴旋转,角速度大角速度大小为小为.问问:ab边边和和cd边边在在B与与S平行时平行时产生的电动产生的电动势分别是多大势分别是多大?acdHFa(b)(c)dvvacdHF

3、中性面中性面2adabababLBLVBLE2adabcdcdLBLVBLE用用 ,和和 表示表示BabLadL问题问题4.线框在与线框在与中性面垂直中性面垂直位置时产生的感应电位置时产生的感应电动势是多大动势是多大?a(b)(c)dvvE=Eab+Ecd=BLabLad=Bs思考思考:磁通量是多大磁通量是多大?acdHF中性面中性面0 问题问题5.若若单匝单匝线框从中性面开始转动线框从中性面开始转动,经过一段时经过一段时间间t,在在这一时刻这一时刻整个线框产生的电动势又是多大整个线框产生的电动势又是多大?VVacdHF中性面中性面VVVVVVacdHFb(=t)中性面中性面瞬时值瞬时值sin

4、sinsinBSVBLVBLecdab瞬时值瞬时值峰值峰值问题问题6.若若n匝匝线框电动势又是多大线框电动势又是多大?V3V4menBs sintE sint acdHFb中性面中性面问题问题7.若有若有n匝线框在匀速转动匝线框在匀速转动,整个线框的总电阻整个线框的总电阻为为r,外电阻为外电阻为R,则通过电阻的电流和电阻两端的电则通过电阻的电流和电阻两端的电压分别是多少压分别是多少?V3V4vui i中性面中性面问题问题8.前面是用表达式表示交流电的变化规律前面是用表达式表示交流电的变化规律,怎怎样用图象表示交流电的变化规律样用图象表示交流电的变化规律?cbdaaaaabbbddddccctt

5、T3T/4T/2T/4O3/2/22eEm=nBsEmmeE sint 作图时规定感应电动势正方向为作图时规定感应电动势正方向为dcbadcbdaaaaabbbddddcccttT3T/4T/2T/4O3/2/22iImrRnBsIm miI sintcbdaaaaabbbddddccc作图时规定感应电流正方向为作图时规定感应电流正方向为dcbad思考：线圈在什么位置电流方向会发生思考：线圈在什么位置电流方向会发生 改变？改变？【例】【例】如图所示，匀强磁场的磁感应强度如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=2 T，匝，匝数数n=6的矩形线圈的矩形线圈abcd绕中心轴绕中心轴OO匀速转动，角速度匀速

6、转动，角速度=200 rad/s。已知。已知ab=0.1 m，bc=0.2 m，（1）感应电动势的最大值；）感应电动势的最大值；（2）设时间）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；感应电动势的瞬时值表达式；abcdOO/B148m()EnBSv 248200m()eE sintsint(v)例例 线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电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，由图示可知（流的图象如图所示，由图示可知（）A、在、在A和和C时刻线圈处于磁通量变化率最大位置时刻线圈处于磁通量变化率最大位置B、在、在A和和C

7、时刻穿过线圈的磁通量为最大时刻穿过线圈的磁通量为最大C、在、在B时刻到时刻到D时刻线圈转过的角度为时刻线圈转过的角度为弧度弧度D、若从、若从B时刻到时刻到D时刻经过时刻经过0.01s，则在，则在1s内交变电内交变电流的方向改变流的方向改变100次次 ACD本节课小结本节课小结:2 2、正弦式交变电流的规律、正弦式交变电流的规律:(:(从中性面开始计时从中性面开始计时)3 3、中性面的特点：、中性面的特点：1 1、交变电流、交变电流:;sin tEemtUumsin;sintIim大小和大小和方向方向都随时间做周期性的变化都随时间做周期性的变化磁通量最大为磁通量最大为mm；e=0e=0；电流方向改变。；电流方向改变。其中其中rRRNBSmmmUrRNBSINBSE;