3.1 交变电流 课件(共20张PPT)-人教版(2019)选择性必修第二册

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3.1 交变电流 课件(共20张PPT)-人教版(2019)选择性必修第二册

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(共20张PPT)
才饮长沙水,又食武昌鱼。
万里长江横渡,极目楚天舒。
不管风吹浪打,胜似闲庭信步,今日得宽馀。
子在川上曰:逝者如斯夫!
风樯动,龟蛇静,起宏图。
一桥飞架南北,天堑变通途。
更立西江石壁,截断巫山云雨,高峡出平湖。
神女应无恙,当惊世界殊。
三峡水电站总装机容量2250万千瓦,年发电量约900亿千瓦时,是世界最大水电站
那么电是如何产生的呢?
3.1 交变电流
——shuaiestchi
观察:电池供给的电压的波形,再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。
这两种波形各有什么特点?
一、交变电流的概念
1、恒定电流:大小方向都不随时间变化的电流。
2、直流:方向不随时间变化的电流叫做直流(DC)。
3、交流:方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流(AC)。
4、常见交流电的种类:
例1 [2021·江苏扬州中学月考] 如图所示的各个图像中,表示交变电流的是(  )
C
二、交变电流的产生
磁极:可以认为产生匀强磁场
B
矩形线圈:绕轴OO 匀速转动
滑环K、L
电刷E、F
矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动
思考:当线圈转动时电流大小会不会发生变化?电流方向是否改变呢?
1、交流发电机模型
I=0
I方向:dcbad
I=0
I方向:abcda
2、交变电流产生过程
思考:磁通量最大或最小线圈在什么位置,
电动势最大或最小线圈在什么位置?
2、两个特殊面
中性面
平行面
磁通量 电流、电压、电动势、
中性面
平行面
磁通量的变化率
思考:线圈转一圈经过几次中性面,电流方向改变几次?
最大
0
0
最大
例2 如图所示为交流发电机示意图,线圈的AB边连在金属滑环K上,CD边连在滑环L上,两个电刷E、F分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接.下列说法正确的是 (  )
A.当线圈平面转到中性面的瞬间,穿过线圈的磁通量最小
B.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,穿过线圈的磁通量最小
C.当线圈平面转到中性面的瞬间,线圈中的感应电流最大
D.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,线圈中的感应电流最小
B
三、交变电流的变化规律
A(B)
D(C)
ω
AB 边中的感应电动势:
线圈中的感应电动势:
L1
L2
若为N匝线圈:
1、推导过程
2、正弦式交变电流瞬时值表达式
(每一个时刻电动势都有唯一值与其对应)
3、思考:
(3)试写出电流的瞬时值表达式?
(1)如果从平行面开始计时,表达式会有何变化?
(2)电动势的最大值(峰值)是多少?
(4)试写出磁通量的瞬时值表达式?
例3.有一个10匝正方形线框,边长为20cm,线框总电阻为1Ω,线框绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动,如图所示,垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5T。问:
(1)该线框产生的交变电动势最大值、电流最大值分别是多少?
(2)线框从图示位置转过60°时,感应电动势的瞬时值是多大?
(3)写出感应电动势的瞬时值表达式。
(1)6.28V 6.28A
(2)5.44V
(3)e=6.28sin10πtV
四、交变电流的图像
  规律 物理量  函数表达式 图象
磁通量 Φ=Φmcos ωt=BScos ωt
电动势 e=Emsin ωt=nBSωsin ωt
电压 u=Umsin ωt= sin ωt
电流 i=Imsin ωt= sin ωt
(从中性面计时)
百闻不如一见
例4 某交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生正弦式交变电流,磁通量Φ随时间t变化的关系如图所示,则下列说法正确的是 (  )
A.t=0时刻,线圈平面与中性面平行
B.t=0.005 s时刻,线圈中的感应电动势达到最大值
C.t=0.015 s时刻,线圈中的感应电流最大
D.t=0.01 s时刻,图像的切线斜率的绝对值为40π Wb/s
D
五、交流发电机
六、课堂小结
1、交变电流
2、交变电流的产生
3、交变电流的变化规律
5、交流发电机
4、交变电流的图像
练习1. (交变电流的图像)在如图所示的几种电流随时间变化的图线中,属于交变电流的是    ,属于正弦式交变电流的是    .(均填选项字母)
ABD
A
练习2. (交变电流的产生)如图所示,甲→乙→丙→丁→甲过程是交流发电机发电的示意图,线圈的ab边连在金属滑环K上,cd边连在金属滑环L上,用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上,线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接.已知线圈转动的角速度为ω,转动过程中电路中的最大电流为Im.下列选项正确的是 (  )
A.在图甲位置时,线圈中的磁通量最大,感应电流为零
B.从图乙位置开始计时,线圈中电流i随时间t变化的
关系式为i=Imsin ωt
C.在图丙位置时,线圈中的磁通量最大,磁通量的
变化率也最大
D.在图丁位置时,感应电动势最大,cd边电流方向为c→d
A
内容有点多,慢慢消化

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