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选修3-2物理5.1交变电流获奖说课课件ppt

发布时间:03-14 来源:人教版教学资源

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内容介绍

第五章 交变电流

2、交变电流

大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流(AC)。

1、直流电:

方向不随时间变化的电流叫做直流电,简称直流(DC)。

一、什么是交流电?

(举例)

交流电与直流电的根本区别是:

直流电的方向不随时间的变化而变化,交流电的方向则随时间的变化而变化。

稳恒直流电 家庭使用的插座 显像管的偏转 计算机中的

正弦交流电 电流 方波信号

问题:交流电如何产生?

观察手摇交流发电机的模型并操作一下!

二、交变电流的产生(交流发电机)

思考:灯为什么闪亮?两个二极管都

亮,说明什么问题?

交变电流产生示意图:

交变电流的产生

结合示意图分析在转动过程中电流的方向!

线圈经过甲、丙位置时,电流方向发生改变。

当线圈转到什么位置时线圈中没有电流?转到什么

位置时线圈中电流最大?为什么?

线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流;

转到乙、丁位置时线圈中电流最大!

A(B)

D(C)

A(B)

D(C)

D(C)

A(B)

D(C)

A(B)

①线圈经过中性面时,磁通量最大,感应电动势为零,感应电流为零。

②线圈每经过中性面一次,交流电方向改变一次,线圈每转动一周(交流电的一个周期) ,两次经过中性面,交流电的方向改变两次。

中性面

A(B)

D(C)

与磁感线垂直的平面

所以是交流电。那么其大小变化的规律是什么呢?

特点:

三.交变电流的变化规律( 推导)

设线圈平面从中性面开始转动,角速度是ω.经过时间t,AB、CD宽L1,AD、BC长L2 ,磁感应强度是B.

A(B)

D(C)

t=0

θ

v11

v⊥

中性面

线圈与中性面的夹角是多少?

AB边的速度多大?

AB边速度方向与磁场方向夹角是多大?

AB边中的感应电动势多大?

线圈中的感应电动势多大?

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 )

所以

则有

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

1、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——正弦式交流电

正弦式交流电的产生的描述

2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值,

ω为线圈转动的角速度

3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立

e为瞬时值

4、若该线圈给外电阻R供电,设线圈本身电阻为r,由闭合电路欧姆定律

R两端的电压为

思考:若从与磁场平行的面开始计时?

规律如何?

谢谢!课后作业:

P34(3)(4)(5)

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→A

A(B)

D(C)

A(B)

D(C)

2、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→B

D(C)

A(B)

D(C)

A(B)

二、交变电流的产生(交流发电机)

1、发电机的基本构造

线圈:转轴垂直于磁场方向

磁极:磁极间形成匀强磁场

为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流?

e

Em

T/4

2T/4

3T/4

T

π/2

3π/2

ωt

交流电的图像

四、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

  发电机的基本组成?

  发电机的基本种类?

交流发电机简介

(1)发电机的基本组成:

①用来产生感应电动势的线圈(叫电枢)

②用来产生磁场的磁极

(2)发电机的基本种类

①旋转电枢式发电机(电枢动磁极不动)

②旋转磁极式发电机(磁极动电枢不动)

无论哪种发电机,转动的部分叫转子,不动的部分叫定子

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=Emsinωt Em=NBSω叫电动势的最大值

i=Imsinωt Im=Em/R叫电流的最大值

u=Umsinωt Um=ImR叫电压的最大值

小结

2、产生:矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速 转动

Em

- Em

(1)线圈与磁感线垂直时

①感应电动势_____,磁通量_____。

②是电流方向_________的位置。

(2)当线圈与磁感线平行时:

感应电动势_____,磁通量_____。

(3)线圈连续匀速转动的过程中:

电流的大小和方向都做______变化。

e

最小

最大

最大

最小

发生变化

周期性

下列表示交变电流的有( )

例1

i

i

i

(E)

e

u

CE

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( ):

T1时刻通过线圈的磁通量为零;

T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大;

T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大;

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: D

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=Emsin ω t=400sin314t

解:

电动势瞬时值的表达式为:

电流峰值为:

Im=Em/R=400V / 2000 Ω =0.2A

电流瞬时值的表达式为:

i=Imsin ω t=2sin314t

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