人教版高中物理選修3-2第五章《交變電流》第一節(jié)：交變電流課件(共17張PPT)

1、交變電流交變電流1、直直流電流電流流(DC)2、交交變電變電流流(AC)一、交變電流的概念一、交變電流的概念 方向不隨時(shí)間變化的電流稱為直流電。電池方向不隨時(shí)間變化的電流稱為直流電。電池供給的電流供給的電流, ,大小和方向都不隨時(shí)間變化大小和方向都不隨時(shí)間變化, ,所以屬所以屬于直流于直流. . 思考思考1. 圖中的電流圖中的電流i 隨時(shí)間隨時(shí)間t 變化的圖變化的圖像中像中,表示交流電的是表示交流電的是( ).BCDeoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt t 二、交變電流的產(chǎn)生二、交變電流的產(chǎn)生交變電流產(chǎn)生條件：線圈在磁場(chǎng)中繞垂交變電流產(chǎn)生條

2、件：線圈在磁場(chǎng)中繞垂 直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)BS最大最大 E=0=0I=0=0中性面中性面垂直磁場(chǎng)方向的平面叫做垂直磁場(chǎng)方向的平面叫做中性面。中性面。線圈經(jīng)過線圈經(jīng)過中性面中性面時(shí)，時(shí)，最大最大，但線圈，但線圈中的中的電動(dòng)勢(shì)為零電動(dòng)勢(shì)為零/ A(B)D(C)過程分析過程分析將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖t=0=0BS=0=0E E最大最大 I I最大最大感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流方向B到到A線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)，線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)，最小最小，但線圈，但線圈中的中的電動(dòng)勢(shì)最大電動(dòng)勢(shì)最大 (VB)A(B)D(C)t最大最大D(C)A(B)BBS最大最大E=0 I=0中性面中性面BS=0E、

3、I最大最大感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流方向C到到D/ VBD(C)A(B)B線圈平面與磁感線垂直的位置線圈平面與磁感線垂直的位置（1 1）線圈經(jīng)過）線圈經(jīng)過中性面中性面時(shí)，穿過線圈的時(shí)，穿過線圈的磁通量最磁通量最大大，但磁通量的變化率為零，線圈中的，但磁通量的變化率為零，線圈中的電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)為零為零（3 3）線圈經(jīng)過中性面時(shí)，電流將改變方向，線）線圈經(jīng)過中性面時(shí)，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周一周，兩次兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次兩次（2）線圈經(jīng)過垂直中性面時(shí)，穿過線圈的線圈經(jīng)過垂直中性面時(shí)，穿過線圈的磁通磁通量為零量為零，但磁通量的變化率最大，線圈中的，但磁通量的變化

4、率最大，線圈中的電電動(dòng)勢(shì)為最大。動(dòng)勢(shì)為最大。中性面中性面 矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)且在線框平面的矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)且在線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了交變電流，下列說法正確的是軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了交變電流，下列說法正確的是A當(dāng)線框位于中性面時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大當(dāng)線框位于中性面時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B當(dāng)穿過線框的磁通量為零時(shí)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)當(dāng)穿過線框的磁通量為零時(shí)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零勢(shì)也為零C每當(dāng)線框經(jīng)過中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流每當(dāng)線框經(jīng)過中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流方向就改變一次方向就改變一次D線框經(jīng)過中性面時(shí)，各邊不切割磁感線線框經(jīng)過中性面時(shí)，各邊不切割磁感線例例1C

5、D則有 tEemsin e e為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t t的瞬時(shí)值，的瞬時(shí)值，E Em m為電動(dòng)勢(shì)的為電動(dòng)勢(shì)的最大值（峰值）最大值（峰值）三、三、交變電流的變化規(guī)律交變電流的變化規(guī)律 以線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻以線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻t t線圈線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（abab和和cdcd邊切割磁感線邊切割磁感線,ab,ab和和cdcd為為L(zhǎng) L1 1,bc,bc和和adad為為L(zhǎng) L2 2）tLLNBesin21NBSLNBLEm21令tvNBLesin2122Lv v1.（1）電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化tEemsin（2）電流按正弦規(guī)律變化 tIimsin（3）電路

6、上的電壓按正弦規(guī)律變化 tUumsin 電流通過R時(shí)： tIimsin.RIUiRumm，三、三、交變電流的變化規(guī)律交變電流的變化規(guī)律 成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)特別提醒：特別提醒：(1) 瞬時(shí)值瞬時(shí)值表達(dá)式與開始計(jì)時(shí)的位置有關(guān)表達(dá)式與開始計(jì)時(shí)的位置有關(guān) 若線圈從中性面開始計(jì)時(shí)，若線圈從中性面開始計(jì)時(shí)，eEmsint. 若線圈從位于與中性面垂直的位置開始計(jì)時(shí)，若線圈從位于與中性面垂直的位置開始計(jì)時(shí)，eEmcost.(2) 峰值峰值與開始計(jì)時(shí)的位置及線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間無關(guān)，與開始計(jì)時(shí)的位置及線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間無關(guān)，與線圈形狀無關(guān)，與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)與線圈形狀無關(guān)，與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān) eo

7、EmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt tabcdKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB四、交流電的圖像四、交流電的圖像 et0Em-Emit0Im-Im四、交流電的圖像四、交流電的圖像 一矩形線圈，繞垂直于勻一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固強(qiáng)磁場(chǎng)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)定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)勢(shì)e隨時(shí)間的變化如圖所示，隨時(shí)間的變化如圖所示，下列說法中正確的是下列說法中正確的是()At1時(shí)刻通過的磁通量為零時(shí)刻通過的磁通量為零Bt2時(shí)刻通過的磁通量的絕對(duì)值最大時(shí)刻通過的磁通量的絕對(duì)值最大Ct3時(shí)刻通過的磁通量變化率的絕對(duì)值最大時(shí)刻通過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)通過的磁通量的絕對(duì)值最大變換方向時(shí)通過的磁通量的絕對(duì)值最大【答案】【答案】D例例3【精講精析精講精析】因電動(dòng)勢(shì)按余弦規(guī)律變化，因電動(dòng)勢(shì)按余弦規(guī)律變化，故初始時(shí)刻線圈處于垂直中性面的位置，故初始時(shí)刻線圈處于垂直中性面的位置，至至t1時(shí)刻恰好到達(dá)中性面，磁通量最大，時(shí)刻恰好到達(dá)中性面，磁通量最大，A錯(cuò)；錯(cuò)；t2時(shí)刻又垂直中性面，磁通量為零，時(shí)刻又垂直中性面，磁通量為零，但其變化率最