5.1 交變電流課件

1、5.1 三峽水電站三峽水電站 1 1理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面。中性面。 2 2掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。 3 3理解交變電流的瞬時值和最大值及中性理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義。面的準(zhǔn)確含義。判一判：判一判： 在如圖所示的幾種電流隨時間變化的在如圖所示的幾種電流隨時間變化的圖線中，屬于交變電流的是圖線中，屬于交變電流的是 。一、閱讀課本一、閱讀課本 初步感知初步感知閱讀課本第一自然段，思考并回答：閱讀課本第一自然段，思考并回答： 恒定電流、直流電、交變電流的區(qū)別是什么？恒定電流、直流電、

2、交變電流的區(qū)別是什么？A B DA B DtiABCD直流電直流電(DC)(DC)電流方向不隨時間而改變電流方向不隨時間而改變一、交變電流一、交變電流按下圖所示進(jìn)行實驗按下圖所示進(jìn)行實驗演示演示一、交變電流一、交變電流(AC)(AC) 矩形矩形線圈線圈在在勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場中繞中繞垂直于磁場的軸垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動。勻速轉(zhuǎn)動。 二、交變電流的產(chǎn)生二、交變電流的產(chǎn)生根據(jù)上面的示意圖，思考以下問題：根據(jù)上面的示意圖，思考以下問題：1 1、線圈轉(zhuǎn)動過程中，哪些邊會產(chǎn)生電動勢？、線圈轉(zhuǎn)動過程中，哪些邊會產(chǎn)生電動勢？2 2、當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到什么位置時，線圈中沒有電動勢（電流），轉(zhuǎn)到什么位置時，、當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到什么

3、位置時，線圈中沒有電動勢（電流），轉(zhuǎn)到什么位置時，線圈中電動勢（電流）最大？在這些位置，線圈的磁通量有何特點(diǎn)？線圈中電動勢（電流）最大？在這些位置，線圈的磁通量有何特點(diǎn)？3 3、在線圈由甲轉(zhuǎn)到乙的過程中，、在線圈由甲轉(zhuǎn)到乙的過程中，ABAB邊中電流向哪個方向流？在線圈由丙轉(zhuǎn)邊中電流向哪個方向流？在線圈由丙轉(zhuǎn)到丁的過程中，到丁的過程中，ABAB邊中電流向哪個方向流？邊中電流向哪個方向流？ 請獨(dú)立思考后，小組內(nèi)交流，達(dá)成一致意見后，代表發(fā)言、展示。請獨(dú)立思考后，小組內(nèi)交流，達(dá)成一致意見后，代表發(fā)言、展示。ab邊、邊、cd邊邊畫一畫：畫一畫：為了能更方便地分析、說明問題，請將為了能更方便地分析、說明

4、問題，請將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，畫到你的練習(xí)本上。立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖，畫到你的練習(xí)本上。 二、交變電流的產(chǎn)生二、交變電流的產(chǎn)生S B S B 最大最大 E=0 E=0 I=0I=0 中性面中性面S B S B =0=0E E最大最大I I最大最大方向方向 a a到到b bS B S B 最大最大 E=0 , E=0 , I=0I=0 中性面中性面S B S B =0=0E E最大最大I I最大最大方向方向 b b到到a a甲想一想：想一想： 線圈轉(zhuǎn)動一周，多少次經(jīng)過中性面線圈轉(zhuǎn)動一周，多少次經(jīng)過中性面?電流方電流方向改變多少次向改變多少次? 中性面中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面。：

5、線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1 1）線圈經(jīng)過）線圈經(jīng)過中性面中性面時，穿過線圈的時，穿過線圈的磁通量最大磁通量最大，但磁通量，但磁通量的變化率為零（的變化率為零（ abab和和cdcd邊都不切割磁感線），線圈中的邊都不切割磁感線），線圈中的電電動勢為零，電流為零。動勢為零，電流為零。（2 2）線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動）線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動一周一周，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 如圖所示，矩形線圈如圖所示，矩形線圈abcdabcd在勻強(qiáng)磁場在勻強(qiáng)磁場B B中繞垂直于磁場的對中繞垂直于磁場的對稱軸

6、以角速度稱軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，設(shè)勻速轉(zhuǎn)動，設(shè)abab、cdcd邊長為邊長為L L1 1，adad、bcbc邊長為邊長為L L2 2， abab和和cdcd邊垂直于紙面，轉(zhuǎn)軸為邊垂直于紙面，轉(zhuǎn)軸為O O以線圈經(jīng)過中性面開始計時。以線圈經(jīng)過中性面開始計時。則經(jīng)時間則經(jīng)時間t tO1、線圈與中性面的夾角是多少？、線圈與中性面的夾角是多少？ 2、ab邊的速度是多大？邊的速度是多大？ 3、 ab邊的速度方向與磁場方向夾角多邊的速度方向與磁場方向夾角多大？大？4、 ab邊產(chǎn)生感應(yīng)電動勢多大？邊產(chǎn)生感應(yīng)電動勢多大？5、線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢多大？、線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢多大？v1v2tL2/2t請各小組討論

7、后選代表回答。請各小組討論后選代表回答。tLBLBLveabsin221三交變電流的變化規(guī)律三交變電流的變化規(guī)律 tBStLBLsinsin22e21 成立條件成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場，經(jīng)轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場，經(jīng)中性面中性面時開始計時時開始計時 （1）電動勢按正弦規(guī)律變化電動勢按正弦規(guī)律變化tEemsin（2 2）電流按正弦規(guī)律變化）電流按正弦規(guī)律變化 tIimsin（3 3）電路上的電壓按正弦規(guī)律變化）電路上的電壓按正弦規(guī)律變化 tUumsin 電流通過R時： tIimsin.RIUiRumm，e e為電動勢在時刻為電動勢在時刻t t的的瞬時值瞬時值，E Emm為電動勢的為電動勢的最大值最大值

8、- -峰值峰值則有 tEemsinBSEm令四、交流電的四、交流電的圖像圖像 五、交變電流的種類五、交變電流的種類1 1、交變電流交變電流：大小和方向大小和方向都隨時間作周期性都隨時間作周期性變化的變化的電流。電流。3 3、交變電流的變化規(guī)律：、交變電流的變化規(guī)律：（1 1）方向變化規(guī)律方向變化規(guī)律-線圈平面每經(jīng)過線圈平面每經(jīng)過中性面中性面一次，一次，感應(yīng)電流的感應(yīng)電流的方向就改變方向就改變一次；線圈轉(zhuǎn)動一次；線圈轉(zhuǎn)動一周一周，感應(yīng)電，感應(yīng)電流的方向改變流的方向改變兩次兩次。 （2 2）大小變化規(guī)律）大小變化規(guī)律-按按正弦規(guī)律正弦規(guī)律變化：變化： e=Emsint Em=NBS i=Imsin

9、t Im=Em/R u=Umsint Um=ImR 小結(jié)小結(jié)2、矩形矩形線圈線圈在在勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動瞬瞬時時值值最最大大值值1. 1. 矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動。設(shè)線圈矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動。設(shè)線圈abab邊長為邊長為20cm20cm，adad邊長為邊長為10cm10cm，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.01TB=0.01T，線圈的轉(zhuǎn)速，線圈的轉(zhuǎn)速n=50r/sn=50r/s，求：電動勢，求：電動勢的最大值及對應(yīng)的線圈位置。的最大值及對應(yīng)的線圈位置。0.0628V 0.0628V 線圈平面與磁場方向平行。線圈平面與磁場方向平行。 課

10、堂練習(xí)課堂練習(xí)課堂練習(xí)課堂練習(xí) 3、 一臺發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動勢的最大值為一臺發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動勢的最大值為311V，線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度，線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度100rad/s。 （1）寫出感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式。）寫出感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式。 （2）若該發(fā)電機(jī)只與含電阻的負(fù)載組成閉合電路，電路的）若該發(fā)電機(jī)只與含電阻的負(fù)載組成閉合電路，電路的 總電阻總電阻為為100，試寫出通過負(fù)載的電流強(qiáng)度的瞬時表達(dá)式，在，試寫出通過負(fù)載的電流強(qiáng)度的瞬時表達(dá)式，在t=1/120s時時電流強(qiáng)度的瞬時值為多少？電流強(qiáng)度的瞬時值為多少？（3）線圈從中性面轉(zhuǎn)過）線圈從中

11、性面轉(zhuǎn)過180度的過程中，電動勢的最大值、平均度的過程中，電動勢的最大值、平均值分別是多少？值分別是多少？（4）轉(zhuǎn)動過程中磁通量的變化率最大值是多少？）轉(zhuǎn)動過程中磁通量的變化率最大值是多少？答案答案（1）e=311Sin100t （2）I=3.11Sin（100*1/120）=3.11*1/2=1.55（A）（3）E m=311V E=N/t=2NBS/198V（4）/t=311/N（Wb/s）課堂練習(xí)課堂練習(xí)課堂練習(xí)課堂練習(xí)4、一矩形線圈,繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面的固定軸轉(zhuǎn)動,線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化如圖所示,下面說法中正確的是（ ）A.t1時刻通過線圈的磁通量為零B.t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大C.t3時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大D.每當(dāng)e變換方向時，通過線圈的磁通量絕對值最小et0t1t2t3t4Em-Em交流發(fā)電機(jī)簡介說明說明: :交流發(fā)電機(jī)有兩種，即交流發(fā)電機(jī)有兩種，即 和和其中轉(zhuǎn)動