高二物理交變電流2

5.1

交變電流直流電(DC)電流方向不隨時(shí)間而改變教師應(yīng)自己做演示實(shí)驗(yàn)一、交變電流按下圖所示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示交變電流(AC)交變電流(交流):大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流.交流發(fā)電機(jī)模型的原理簡(jiǎn)圖教師看圖解釋?zhuān)處熤赋觯壕€(xiàn)圈的中性面的位置．二、交變電流的產(chǎn)生矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)為了能更方便地說(shuō)明問(wèn)題，我們將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖來(lái)分析.(甲)B⊥S，

Φ最大，

E=0

,

I=0中性面沒(méi)有邊切割磁感線(xiàn)B∥S，φ=0，E最大，I最大，感應(yīng)電流方向b到a(乙)a（b）、d（c）邊垂直切割磁感應(yīng)線(xiàn)，(丙)B⊥S，

Φ最大，

E=0

,

I=0中性面B∥S，φ=0，E最大，I最大，感應(yīng)電流方向a到b教師強(qiáng)調(diào)指出：線(xiàn)圈的中性面．

設(shè)正方形線(xiàn)圈的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中繞垂直于磁場(chǎng)的對(duì)稱(chēng)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示，ab和cd邊垂直于紙面，轉(zhuǎn)軸為O．回答問(wèn)題：．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，電流方向改變多少次？．線(xiàn)圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通量最大？這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是最大還是最?。浚€(xiàn)圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)磁通量最?。窟@時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是最大還是最??？．試推導(dǎo)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的變化規(guī)律公式。1．中性面：線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)垂直的位置叫做中性面．線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零（

ab和cd邊都不切割磁感線(xiàn)），線(xiàn)圈中的電動(dòng)勢(shì)為零．線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流將改變方向，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，電流方向改變兩次．三．交變電流的變化規(guī)律以線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻t線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（ab和cd邊切割磁感線(xiàn)）所以令則有e為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t的瞬時(shí)值，

Em為電動(dòng)勢(shì)的最大值（峰值）．=NB

ωS（1）電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)．（2）電流按正弦規(guī)律變化（3）電路上的電壓按正弦規(guī)律變化電流通過(guò)R時(shí)：四、交流電的圖像bcdKLAaBabcKLAdBabcdkLABabcdkLABabcdkLAB五、交變電流的種類(lèi)(1)正弦交流電(2)示波器中的鋸齒波掃描電壓

(3)電子計(jì)算機(jī)中的矩形脈沖(4)激光通信中的尖脈沖e=Emsinωti=Imsinωtu=UmsinωtEm=NBSω叫電動(dòng)勢(shì)的最大值

Im=Em/R叫電流的最大值Um=ImR叫電壓的最大值小結(jié)1．交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。2．矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)3．交變電流的變化規(guī)律：方向變化規(guī)律-------線(xiàn)圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次；線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次。大小變化規(guī)律-------按正弦規(guī)律變化：變化的交流和

方向

都隨時(shí)間做１．交變電流：

大小

的電周流期叫性做變交化變電流．電壓和電流隨時(shí)間按

正弦規(guī)律電叫正弦交流電．２．交流電的產(chǎn)生：矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的中心軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，線(xiàn)圈中就會(huì)產(chǎn)生

感應(yīng)電流．３．當(dāng)線(xiàn)圈平面垂直于磁感線(xiàn)時(shí)，線(xiàn)圈各邊都不切割磁感線(xiàn)，線(xiàn)圈中沒(méi)有感應(yīng)電流，這樣的位置叫做中性面

．線(xiàn)圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，因此線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變兩次．４．線(xiàn)圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值是Em，那么在任一時(shí)刻t感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e為．若線(xiàn)圈電阻為Ｒ，則感應(yīng)電流的瞬時(shí)值Ｉ0Em為i=(Em/R)·sinω．e-Emtme=

E

sinωtt矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)線(xiàn)圈ab邊長(zhǎng)為20cm，ad邊長(zhǎng)為10cm，磁感應(yīng)強(qiáng)度

B=0.01T，線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速n=50r/s，求：電動(dòng)勢(shì)

的最大值及對(duì)應(yīng)的線(xiàn)圈位置。0.0628V

線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行。如圖所示：匝數(shù)為N、面積為S的矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω，求線(xiàn)ω圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180度時(shí)間

內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。...E

平均=2NBSω/π交流發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)介５．交流發(fā)電機(jī)有兩