高中物理选修3-2交变电流课件

5.1交变电流直流电(DC)电流方向不随时间而改变交变电流(AC)•交变电流(交流):大小和方向都随时间做周期性变化的电流.交流发电机模型的原理简图交变电流产生示意图：交变电流的产生ABCD——线圈（切割磁感线）K、L——圆环E、F——电刷｝使线圈在转动时保持与外电路的连接1、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？由B→A2、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？由A→B1．中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面．．VBLVsinE1r2LrrVtsin2LBL21EEE总tsin2SBtLNBesin2所以三．交变电流的变化规律以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（AB和CD边切割磁感线）tBSesintNBSesin所以mE令则有tEemsine为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）．=NBωS若为N匝线圈t•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tEemsin（2）电流按正弦规律变化tIimsin（3）电路上的电压按正弦规律变化tUumsin电流通过R时：tIimsin.RIUiRumm，四、交流电的图像从中性面开始计时如果从乙图开始计时：交流电图像如何画？tcosEem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（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零（ab和cd边都不切割磁感线），线圈中的电动势为零2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次．五、交变电流的种类(1)正弦交流电(2)示波器中的锯齿波扫描电压(3)电子计算机中的矩形脉冲(4)激光通信中的尖脉冲交流发电机简介1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。3、交变电流的变化规律：（1）方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：e=EmsinωtEm=NBSω叫电动势的最大值i=ImsinωtIm=Em/R叫电流的最大值u=UmsinωtUm=ImR叫电压的最大值小结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．2一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变化规律如图所示，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：DEm=NBSω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Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，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，总电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式。e=EmsinWt=400sin314t解：电动势瞬时值的表达式为：电流峰值为：Im=Em/R=400÷2000=0.2A电流瞬时值的表达式为：i=ImsinWt=2sin314t1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈ab边长为20cm，ad边长为10cm，磁感应强度B=0.01T，线圈的转速n=50r/s，求：电动势的最大值及对应的线圈位置。0.0628V线圈平面与磁场方向平行。2.如图所示：匝数为N、面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中匀速转动，角速度为ω，求线圈从图示位置转过180度时间内的平均感应电动势。ω...E平均=S2NBω/π