甘肃省武威第十八中学人教版高中物理选修3-2课件：《交变电流》课件 （共32张PPT）.ppt

交 变 电 流,武威第十八中学,,观察电流表指针摆动,,1、直流电流(DC),2、交变电流(AC),一、认识交变电流,方向不随时间变化的电流称为直流电电池供给的电流,大小和方向都不随时间变化,所以属于直流.,家庭电路中的电流,大小和方向都随时间做周期性变化,这样的电流叫做交变电流思考:图中的电流i 随时间t 变化的图像中,表示交流电的是( ).,BCD,,二、交变电流的产生,1、圈由甲转到乙的过程中，线圈中电流向哪 个方向流动？,由DC B A D,,,,,2.圈由丙转到丁的过程中，线圈中电流向哪 个方向流动？,由AB CD A,,,,,线圈转到甲、丙位置时磁通量最大，线圈中没有电流；转到乙、丁位置时磁通量为0，线圈中电流最大3.当线圈转到什么位置时磁通量为零，转到什么位置时磁通量 最大？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？,BS,最大,E=0,I=0,中性面,垂直磁场方向的平面叫做中性面线圈经过中性面时，最大，但线圈中的电动势为零,(V // B),过程分析,将立体图转化为平面图,,,=0,线圈经过中性面时，感应电动势为零，感应电流为零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,与磁感线垂直的平面,讨论：中性面的特点,BS,=0,E最大,I最大,感应电流方向B到A,线圈与磁场平行时，最小，但线圈中的电动势最大,(VB),,,最大,,设线圈平面从中性面开始转动，角速度是经过时间t，AB、CD宽L1，AD、BC长L2 ，磁感应强度是B.,,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？,,,,,,,交变电流的变化规律,这说明发电机线圈中产生的感应电 动势是按照正弦规律变化的，它可以写做：,e=Emsint,e电动势的瞬时值,Em它达到的峰值,发电机线圈转动的角速度,峰值 EmNBSNm,eNBSsint,N匝线圈从中性面开始匀速转动有：,,交变电流的变化规律,发电机连接负载时，通过电路中的电流也是按照正 弦规律变化的，它也可以用三角函数式表达：,i=Imsint,i电流的瞬时值,Im它能达到的峰值,根据欧姆定律，电压也按正弦 规律变化，其表达式是：,u=Umsint,u电压的瞬时值,Um它达到的峰值,交变电流的变化规律,如果以时间t为横坐标，以电流i或电压u为纵坐标，把电流或电压变化的规律用曲线画出来，会得到下图所示的正弦曲线。

按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流 简称正弦式电流它是一种最简单、最基本的交变电 流我国家庭电路中的交变电流就是正弦交变电流,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）,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,ab和cd为L1,bc和ad为L2）,v,1.（1）电动势按正弦规律变化,（2）电流按正弦规律变化,（3）电路上的电压按正弦规律变化,电流通过R时：,三、交变电流的变化规律,成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时,特别提醒： (1) 瞬时值表达式与开始计时的位置有关 若线圈从中性面开始计时，eEmsint. 若线圈从位于与中性面垂直的位置开始计时，eEmcost. (2)峰值与开始计时的位置及线圈转动的时间无关，与线圈形状无关，与转轴的位置无关,,e,o,,,,,,四、交流电的图像,用示波器观察交变电流的波形图,,家庭电路的正弦交流电,示波器中的锯齿波扫描电压,电子计算机中的矩形脉冲,激光通信中的尖脉冲,几种交变电流,本节课小结:,2、正弦式交变电流的规律:(从中性面开始计时),3、中性面的特点：,1、交流电和直流电,其中：,磁通量最大为m； e=0；I=0,电流方向发生改变。

4、交流电图像,从中性面开始计时:正弦函数 从垂直中性面开始:余弦函数,1交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流3正弦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=Emsint Em=NBS叫电动势的最大值 i=Imsint Im=Em/R叫电流的最大值 u=Umsint Um=ImR叫电压的最大值,,2矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中就会产生正弦交变电流小 结,,1.关于交流发电机，下列说法正确的是： A.线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大 B.线圈经过中性面时，线圈中的感应电动势最大 C.线圈与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量最大 D.线圈与磁感线平行时，线圈中的感应电动势最大,【答案】AD,练习,,,,当堂训练：,2.线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为画出电动势随时间变化的图像若电路总电阻为，则感应电流的瞬时值i为 ,e=Emsint,i=(Em/R)sint,3.一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,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的绝对值最大 D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值最 小,C,4.一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=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2000，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式e=Emsin t=400sin314t,解：,电动势瞬时值的表达式为：,电流峰值为：,Im=Em/R=4002000=0.2A,电流瞬时值的表达式为：,i=Imsin t=2sin314t,谢谢大家,。