2019-2020学年教科版高二物理选修3-2第二章第1节交变电流第一课时课件（共17张PPT）
文档属性
| 名称 | 2019-2020学年教科版高二物理选修3-2第二章第1节交变电流第一课时课件（共17张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-27 06:23:15 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
观察思考——什么是交流电
在示波器上观察不同电压的图形
§2-1
交变电流
一．交变电流的产生
1.直流电和交流电
直流电:
方向不随时间而变化的电流叫直流电.
方向和大小都不随时间而变化的电流叫恒定电流.
交流电:
方向(方向与大小)随时间而变化的电流叫交变电流.
交流发电机的主要结构：
磁极
线圈
灯在闪烁
→
电流的大小在变化
电流计的指针在摆动
→
电流的方向和大小在变化
交流电
线圈在匀强磁场中匀速转动，产生了大小和方向都随时间作周期性变化的电流.
注意:
(1)
转轴与线圈处在同一平面内
(2)
转轴垂直于磁场
2.交变电流的产生
理论探究——
t
=
0
时刻（中性面）,
φ最大，E感为零.
二．正弦交流电的变化规律
t
=
T/4
时刻（中性面的垂面）,
φ为零，感应电动势最大.
t时刻电动势的瞬时值表达式:
e
=
NB
S
ω
sin
ω
t=Emsin
ω
t
若从中性面的垂面开始计时：
e
=
NB
S
ωcosω
t=Emcos
ω
t
Em＝NB
S
ω
＝Nφmω
电动势的峰值：
中性面:
垂直于磁场方向的平面.
当此交流电通过电阻R时,其电流与加在它两端的电压必然也遵循正弦规律变化.
u
=
Um
sin
ω
t
i
=
Im
sin
ω
t
注意:
在上式中,
e、
u、
i
叫交流电瞬时值;
Em
、Um、
Im叫交流电最大值.
e
=
NB
S
ω
sin
ω
t=Emsin
ω
t
电流
0
abcda增
abcda最大
abcda减
0
dcbad
增→最大→减
0
讨论交流
（中性面）
（中性面的垂面）
（中性面）
讨论交流
中性面特点:
1.
磁通量最大,
磁通变化率最小,
电动势最小,电流为零.
2.
线圈每经过中性面,电流方向改变一次,线圈转动一周,
电流方向改变两次.
正弦交流电图象
1.有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20
cm，线圈总电阻为1
Ω，线圈绕垂直磁场方向的OO′轴以10π
rad/s的角速度匀速转动，如图1所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5
T，该线圈产生的感应电动势的最大值为
，感应电流的最大值为
，若从中性面位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为
.
2.矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是
( )
A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大
B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
C.每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流的方向就改变一次
D.线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零
答案 CD
解析 线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行，即不切割磁感线，所以感应电动势等于零，此时穿过线框的磁通量的变化率也等于零，感应电动势或感应电流的方向也就在此时刻发生变化.线框垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两边都垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大，故C、D选项正确.
3.如图3所示，线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动，角速度为ω.经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt.设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈面积S＝L1L2，磁感应强度为B，则：
(1)ab边产生的感应电动势为多大？
(2)整个线圈中的感应电动势为多大？
(3)若线圈有N匝，则整个线圈的感应电动势为多大？
观察思考——什么是交流电
在示波器上观察不同电压的图形
§2-1
交变电流
一．交变电流的产生
1.直流电和交流电
直流电:
方向不随时间而变化的电流叫直流电.
方向和大小都不随时间而变化的电流叫恒定电流.
交流电:
方向(方向与大小)随时间而变化的电流叫交变电流.
交流发电机的主要结构：
磁极
线圈
灯在闪烁
→
电流的大小在变化
电流计的指针在摆动
→
电流的方向和大小在变化
交流电
线圈在匀强磁场中匀速转动，产生了大小和方向都随时间作周期性变化的电流.
注意:
(1)
转轴与线圈处在同一平面内
(2)
转轴垂直于磁场
2.交变电流的产生
理论探究——
t
=
0
时刻（中性面）,
φ最大，E感为零.
二．正弦交流电的变化规律
t
=
T/4
时刻（中性面的垂面）,
φ为零，感应电动势最大.
t时刻电动势的瞬时值表达式:
e
=
NB
S
ω
sin
ω
t=Emsin
ω
t
若从中性面的垂面开始计时：
e
=
NB
S
ωcosω
t=Emcos
ω
t
Em＝NB
S
ω
＝Nφmω
电动势的峰值：
中性面:
垂直于磁场方向的平面.
当此交流电通过电阻R时,其电流与加在它两端的电压必然也遵循正弦规律变化.
u
=
Um
sin
ω
t
i
=
Im
sin
ω
t
注意:
在上式中,
e、
u、
i
叫交流电瞬时值;
Em
、Um、
Im叫交流电最大值.
e
=
NB
S
ω
sin
ω
t=Emsin
ω
t
电流
0
abcda增
abcda最大
abcda减
0
dcbad
增→最大→减
0
讨论交流
（中性面）
（中性面的垂面）
（中性面）
讨论交流
中性面特点:
1.
磁通量最大,
磁通变化率最小,
电动势最小,电流为零.
2.
线圈每经过中性面,电流方向改变一次,线圈转动一周,
电流方向改变两次.
正弦交流电图象
1.有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20
cm，线圈总电阻为1
Ω，线圈绕垂直磁场方向的OO′轴以10π
rad/s的角速度匀速转动，如图1所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5
T，该线圈产生的感应电动势的最大值为
，感应电流的最大值为
，若从中性面位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为
.
2.矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是
( )
A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大
B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
C.每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流的方向就改变一次
D.线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零
答案 CD
解析 线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行，即不切割磁感线，所以感应电动势等于零，此时穿过线框的磁通量的变化率也等于零，感应电动势或感应电流的方向也就在此时刻发生变化.线框垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两边都垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大，故C、D选项正确.
3.如图3所示，线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动，角速度为ω.经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt.设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈面积S＝L1L2，磁感应强度为B，则：
(1)ab边产生的感应电动势为多大？
(2)整个线圈中的感应电动势为多大？
(3)若线圈有N匝，则整个线圈的感应电动势为多大？