3.2 交变电流的产生 课件(共24张PPT)
文档属性
| 名称 | 3.2 交变电流的产生 课件(共24张PPT) |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 3.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-19 11:02:15 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
第2节 交变电流的产生
交流发电机的转子和定子
一、交流发电机
交流发电机的组成
交流发电机主要由线圈（电枢）和磁极组成，
磁极有的使用永久磁铁，有的使用电磁铁。用
电磁铁做磁极的发电机叫做励磁发电机
交流发电机的分类
磁极固定不动，让电枢在磁极中旋转，这种
电动机称为旋转电枢式发电机。反之，电枢
不动，让磁极在电枢中旋转，称为旋转磁极
式发电机。
不论哪一种发电机，转动的部分叫转子，固定
不动的部分叫定子。
1．下列事物与磁现象无关的是（ ）
A．白炽灯 B．电动机
C．指南针 D．交流发电机
A
2．交流发电机的线圈在磁场中匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间交替变化，在线圈中产生了大小和方向随时间变化的交流电（ ）
A．我国交流电的频率为20Hz
B．我国交流电的频率为50Hz
C．我国交流电的频率为100Hz
D．我国交流电的频率为500Hz
B
3．如图所示为一正弦式交变电流的i-t图像。由图可知，这个电流的（ ）
A．有效值为6A B．有效值为3A
C．频率为100Hz D．频率为200Hz
B
4．将交变电流加在阻值为10Ω的电阻两端，电路中电流的图象如图所示，由图可知（ ）
A．用电流表测量该电流其示数为10A
B．用电压表测电阻两端的电压其示数为50V
C．电阻消耗的电功率为500W
D．该交变电流的瞬时值表达式为i=10sin200(A)
C
二、正弦式交变电流的产生原理
5．交变电流的产生
交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向垂直，用___________定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向。
右手
1、正弦式交变电流产生的条件：闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
2、中性面：线圈平面与磁感线垂直对应的面
中性面的特点：磁通量最大 瞬时感应电动势为零
感应电流的方向发生变化 一个周期经过两次中性面
6．中性面
（1）中性面：与磁感线_________的平面。
（2）当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量_________，线圈中的电流为_________。
垂直
最大
0
7．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则由O到D的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．O时刻线圈中感应电动势为零
B．D时刻线圈中感应电动势为零
C．D时刻线圈中感应电动势最大
D．由D至0.01s时间内线圈中平均感应电动势为0.2V
B
8．一矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴OO′匀速转动时，就会在线圈中形成交变电流。下列说法错误的是（ ）
A．线圈经过甲图位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流也最大
B．线圈经过乙图位置时，穿过线圈的磁通量为零，产生的电流最大，电流的方向为图中箭头指向
C．线圈经过丙图位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流最小
D．线圈从丙图位置转到丁图位置的过程中，穿过线圈的磁通量减小，产生的电流在增大
A
三．正弦式交变电流的变化规律
1、理论推导
由中性面开始计时，有
若从与中性面垂直的面开始计
时，表达式又如何呢？
2、交变电流的变化规律表达式
问题
总
结
升
华
9.闭合线圈在 磁场中，绕
的轴 转动时，就产生正弦式交流电。
匀强
垂直于磁场
匀速
10．一正弦式电流的电压随时间变化的关系如图所示，则该正弦式电流的周期为_____s，电压的最大值为_____V。
2
10
11．如图是正弦式交变电流的电流随时间变化的图象，以下说法中错误的是（ ）
A．交流电的周期为0.01s
B．交流电的频率为100Hz
C．电流的最大值为10A
D．电流的有效值为10A
D
12．如图是一个正弦式交变电流的图像，由图可知，
电流的峰值Im＝________ A，
有效值I＝________ A，
周期T＝________ s，
频率f＝________ Hz。
1
0.25
4
例题
在匀强磁场中有一矩形线圈，绕线圈平面内垂直
于磁感线的轴匀速转动。线圈中产生的感应电动势随
时间变化的图像如图3-9所示，试求出该感应电动势的
最大值、有效值、周期和频率，写出该感应电动势随
时间变化的关系式。
迁移
在上例中，如果以t= 0.5x 10-2 S为计时起点，其他条件不变，写出感应电动势随时间变化的关系式。
14．一矩形线圈在匀强磁场中以角速度=4匀速转动，产生的交变电动势的图像如图所示。
当时，t=0时，线圈平面与磁感线___________，当时t=0.5时，e为___________V。
垂直
0
1、中性面：线圈平面与磁感线垂直对应的面
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、条件：闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
第2节 交变电流的产生
交流发电机的转子和定子
一、交流发电机
交流发电机的组成
交流发电机主要由线圈（电枢）和磁极组成，
磁极有的使用永久磁铁，有的使用电磁铁。用
电磁铁做磁极的发电机叫做励磁发电机
交流发电机的分类
磁极固定不动，让电枢在磁极中旋转，这种
电动机称为旋转电枢式发电机。反之，电枢
不动，让磁极在电枢中旋转，称为旋转磁极
式发电机。
不论哪一种发电机，转动的部分叫转子，固定
不动的部分叫定子。
1．下列事物与磁现象无关的是（ ）
A．白炽灯 B．电动机
C．指南针 D．交流发电机
A
2．交流发电机的线圈在磁场中匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间交替变化，在线圈中产生了大小和方向随时间变化的交流电（ ）
A．我国交流电的频率为20Hz
B．我国交流电的频率为50Hz
C．我国交流电的频率为100Hz
D．我国交流电的频率为500Hz
B
3．如图所示为一正弦式交变电流的i-t图像。由图可知，这个电流的（ ）
A．有效值为6A B．有效值为3A
C．频率为100Hz D．频率为200Hz
B
4．将交变电流加在阻值为10Ω的电阻两端，电路中电流的图象如图所示，由图可知（ ）
A．用电流表测量该电流其示数为10A
B．用电压表测电阻两端的电压其示数为50V
C．电阻消耗的电功率为500W
D．该交变电流的瞬时值表达式为i=10sin200(A)
C
二、正弦式交变电流的产生原理
5．交变电流的产生
交流发电机的线圈在磁场中转动时，转轴与磁场方向垂直，用___________定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向。
右手
1、正弦式交变电流产生的条件：闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
2、中性面：线圈平面与磁感线垂直对应的面
中性面的特点：磁通量最大 瞬时感应电动势为零
感应电流的方向发生变化 一个周期经过两次中性面
6．中性面
（1）中性面：与磁感线_________的平面。
（2）当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量_________，线圈中的电流为_________。
垂直
最大
0
7．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则由O到D的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．O时刻线圈中感应电动势为零
B．D时刻线圈中感应电动势为零
C．D时刻线圈中感应电动势最大
D．由D至0.01s时间内线圈中平均感应电动势为0.2V
B
8．一矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕其中心轴OO′匀速转动时，就会在线圈中形成交变电流。下列说法错误的是（ ）
A．线圈经过甲图位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流也最大
B．线圈经过乙图位置时，穿过线圈的磁通量为零，产生的电流最大，电流的方向为图中箭头指向
C．线圈经过丙图位置时，穿过线圈的磁通量最大，产生的电流最小
D．线圈从丙图位置转到丁图位置的过程中，穿过线圈的磁通量减小，产生的电流在增大
A
三．正弦式交变电流的变化规律
1、理论推导
由中性面开始计时，有
若从与中性面垂直的面开始计
时，表达式又如何呢？
2、交变电流的变化规律表达式
问题
总
结
升
华
9.闭合线圈在 磁场中，绕
的轴 转动时，就产生正弦式交流电。
匀强
垂直于磁场
匀速
10．一正弦式电流的电压随时间变化的关系如图所示，则该正弦式电流的周期为_____s，电压的最大值为_____V。
2
10
11．如图是正弦式交变电流的电流随时间变化的图象，以下说法中错误的是（ ）
A．交流电的周期为0.01s
B．交流电的频率为100Hz
C．电流的最大值为10A
D．电流的有效值为10A
D
12．如图是一个正弦式交变电流的图像，由图可知，
电流的峰值Im＝________ A，
有效值I＝________ A，
周期T＝________ s，
频率f＝________ Hz。
1
0.25
4
例题
在匀强磁场中有一矩形线圈，绕线圈平面内垂直
于磁感线的轴匀速转动。线圈中产生的感应电动势随
时间变化的图像如图3-9所示，试求出该感应电动势的
最大值、有效值、周期和频率，写出该感应电动势随
时间变化的关系式。
迁移
在上例中，如果以t= 0.5x 10-2 S为计时起点，其他条件不变，写出感应电动势随时间变化的关系式。
14．一矩形线圈在匀强磁场中以角速度=4匀速转动，产生的交变电动势的图像如图所示。
当时，t=0时，线圈平面与磁感线___________，当时t=0.5时，e为___________V。
垂直
0
1、中性面：线圈平面与磁感线垂直对应的面
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、条件：闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动