人教版（2019）选择性必修第二册 3.2 交变电流 课件(共22张PPT)

(共22张PPT)
一、猜想假设
令
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）
以线圈经过水平面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）
.
.
a(b)
d(c)
二、理论推导
交 变 电 流
直流电(DC)
电流方向不随时间而改变
交变电流(AC)
大小和方向都随时间做周期性变化的电流
交流发电机模型的原理简图
三、理论验证
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平面图来分析
B⊥S
Φ最大
E=0
I=0
中性面
线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面
线圈经过中性面时，
Φ最大，但线圈中的电动势为零
B∥S
Φ=0
E最大
I最大
感应电流方向a到b
线圈与磁场平行时，
Φ最小，但线圈中的电动势最大
B⊥S
Φ最大
E=0
I=0
中性面
B∥S
Φ=0
E最大
I最大
感应电流方向b到a
设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．
1、线圈转动一周，多少次经过中性面
电流方向改变多少次
2、线圈转到什么位置时磁通量最大
　这时感应电动势是最大还是最小
3、线圈转到什么位置时磁通量最小
　这时感应电动势是最大还是最小
思考与讨论
.
a(b)
c(d)
O
（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：
总结：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
交流电的图像
e
t
0
Em
-Em
I
t
0
Im
-Im
四、实验验证
1、用示波器观察正弦交变电流
2、用手摇发电机观察交流电
(1)正弦交流电
(2)示波器中的锯齿波扫描电压
(3)电子计算机中的矩形脉冲
(4)激光通信中的尖脉冲
交变电流的种类
交流发电机
例1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产生的交流电动势的最大值为Em.设t=0时线圈平面与磁场垂直，当线圈的匝数增加一倍，转速也增大一倍，其他条件不变时，交流电的电动势为( )
A.e=2Emsin2ωt B.e=4Emsin2ωt
C.e=Emsin2ωt D.e=4Emcos2ωt
五、课堂例题
B
例2、电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通以方向随时间而周期性变化的正弦交变电流，如图所示，则电子束在螺线管中做什么运动
３、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做　　　　．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变　　　　．
２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生　　　　　　　．
１、交变电流：　　　和　 　都随时间做　
的电流叫做交变电流．电压和电流随时间按　 　　　变化的交流电叫正弦交流电
大小
方向
正弦规律
感应电流
中性面
两次
周期性变化
六、课堂练习
４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，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　　　　　　．若线圈电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为　 　　　．
0
Em
e
-Em
t
e=Emsinωt
i=(Em/R)·sinωt
六、课堂练习
５、交流发电机有两种，即　　　　　　、
　　　　　　．其中转动的部分叫　　　，不动的部分叫　　　．发电机转子是由　　　　 、　　　　　或其它动力机带动
旋转磁极式
旋转电枢式
转子
定子
水轮机
蒸汽轮机
课堂练习
课堂练习
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
e
t
0
t1
t2
t3
t4
Em
-Em