3.1认识交变电流 课件 -2023-2024学年高二下学期物理粤教版(2019)选择性必修第二册(共25张PPT)

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3.1认识交变电流 课件 -2023-2024学年高二下学期物理粤教版(2019)选择性必修第二册(共25张PPT)

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(共25张PPT)
上章知识回顾
1.楞次定律
感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
I
A
S
N
v
I
I
A
S
N
v
I
v
I
I
闭合回路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
(1)内容:
公式:
(2)设导体切割磁感线时产生的感应电动势的大小与磁感应强度B、导线长度L、运动速度v以及运动方向与磁感线方向夹角θ的正弦值sinθ成正比。
公式: E=BLvsinθ
上章知识回顾
2.法拉第电磁感应定律
3.1认识交变电流
第三章 交变电流
利用电流传感器(或电压传感器)可以可以在荧
光屏上绘出电流(或电流)随时间变化的图象
可见,不同的电流波形是不相同的!
交变电流:
大小和方向都随时间做周期性的变化.简称交流(AC).
直流电:
方向不随时间变化的电流(DC)
恒定电流:大小和方向不随时间变化的电流
各种电池供给的电流就是直流电
一、交流电与直流电
t
I
0
t
I
0
交变电流的图象——
(1)波形图:电流或电压随时间改变的图象;
(2)观察装置:示波器;
(3)日常生活中交变电流:按正弦规律变化。
家庭电路的正弦式交流电
示波器中的锯齿波扫描电压
电子计算机的矩形脉冲
激光通信的尖脉冲
示波器
下列表示交变电流的有( )
根据交变电流的定义分析,是否属于交变电流关键是看电流方向是否发生变化,而不是看大小.
二、交变电流的产生
手摇发电机
教学用手摇发电机产生的电流,大小和方向都在不断地变化,是一种交变电流
交变电流是如何产生的呢?
N
S
1、产生装置:交流发电机;
2、交流发电机结构
电刷
线圈
滑环
磁铁
3、交流电的产生过程分析
中性面:
当线圈平面与磁感线垂直时所处的平面
二、交变电流的产生
3、交流电的产生过程分析
在线圈转动的过程中,那些边会产生感应电动势?
AB边 CD边
1、在线圈由甲转到乙的过程中,AB边中电流向哪个方向流动?
2、在线圈由丙转到丁的过程中,AB边中电流向哪个方向流动?
3、当线圈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
3、交流电的产生过程分析
思考:
3、交流电的产生过程分析
3、交流电的产生过程分析
B⊥S
实物图
原理简图
平面图
(2)特征:
(1)位置:线圈平面与磁感线垂直时所处的平面(中性面)
磁通量:Φ最大
E=0
I=0
线圈经过中性面时,Φ最大,但线圈中的电动势为零
3、交流电的产生过程分析
(1)位置:线圈平面与磁感线平行
(2)特征:
磁通量:Φ=0
E最大
I最大
感应电流方向B到A
线圈与磁场平行时,Φ最小,但线圈中的电动势最大
总结:
1.中性面:垂直磁场方向的平面.
(1)线圈经过中性面时,穿过线圈的磁通量最大φ=BS,但磁通量变化率△φ/△t =0最小,( ab和cd边都不切割磁感线),线圈中的感应电动势为零.
(2)线圈经过中性面时,电流将改变方向,线圈转动一周,两次经过中性面,电流方向改变两次.
3、交流电的产生过程分析
总结:
3、交流电的产生过程分析
2.线圈平行于磁感线时,磁通量φ=0,磁通量变化率△φ/△t最大,感应电动势最大。
全优P73 探究一 探究总结
线框在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向),当转到如图所示位置时,磁通量和感应电动势大小的变化情况是(  )
A.磁通量和感应电动势都在变大
B.磁通量和感应电动势都在变小
C.磁通量在变小,感应电动势在变大
D.磁通量在变大,感应电动势在变小
三、用公式描述交变电流
设线圈平面从中性面开始转动,角速度是ω.经过时间t,ab、cd长L1,ad、bc长L2 ,磁感应强度是B。
B
v
A(B)
D(C)
t=0
θ
B
v
A(B)
D(C)
t=0
θ
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?
θ
所以当θ=90°,即线圈平行于磁感线时,感应电动势最大。
Em=BL1L2ω=BSω
对n匝的线圈
  Em=nBSω
e为电动势在时刻t的瞬时值,
Em为电动势的最大值(峰值)NBSω
三、用公式描述交变电流
1、电动势按正弦规律变化
Em=nBSω
三、用公式描述交变电流
2、电流按正弦规律变化
3、电压按正弦规律变化
电流i通过R时:
成立条件:转轴垂直匀强磁场,经中性面时开始计时
三、用公式描述交变电流
1、交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
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、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
Em
- Em
(1)线圈与磁感线垂直时
①感应电动势_____,磁通量_____。
②是电流方向_________的位置。
(2)当线圈与磁感线平行时:
感应电动势_____,磁通量_____。
(3)线圈连续匀速转动的过程中:
电流的大小和方向都做______变化。
0
e
t
理解:
最小
最大
最大
最小
发生变化
周期性

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