资源简介

(共29张PPT)
3.2 交变电流的产生
选修二 第三章
电池直流供电
时电压的波形
学生电源交流挡供电时电压的波形
一、直流电流和交变电流
1、直流：方向不随时间变化的电流称为直流。(DC)
2、交流：用电器中的电流、电压随时间做周期性变化，这样的电流叫交变电流，简称交流。(AC)
家庭电路中的正弦交变电流
示波器中的锯齿波形扫描电压
电子计算机中的矩形脉冲
激光通信用的尖脉冲
例1、下图画出了6种电流随时间变化的图象，这6个图中的电流i都随时间做周期性变化，其中属于交变电流的是
交流发电机模型及其原理简图
那么，交流电是如何产生的呢？
交流发电机
PART 01
交流发电机
组成发电机的两部分中一部分不动（叫定子），另一部分绕着轴线做匀速转动（叫转子）便可以发出电来。
电枢（shū）
磁极
转子是它，叫旋转电枢式发电机
转子是它，叫旋转磁极式发电机
基本组成部分
你能用已学知识解释以下交流发电机的工作原理吗？它产生的电流有什么特点？
交变电流的产生
PART 02
交流发电机示意图
K
A
F
E
L
D
C
B
二、交变电流的产生
1.产生：线圈在磁场中转动线圈绕垂直于磁场的轴转动过程中，穿过线圈的磁通量周期性变化，产生大小和方向周期性变化的感应电动势，如果是闭合电路，则产生大小和方向周期性变化的电流。
2.中性面：线圈平面与磁场垂直
3.与中性面垂直：线圈平面与磁场平行.
I=0
中性面
电流最大
I方向：dcbad
I=0
中性面
电流最大
I方向：abcda
交流电的产生原理
请判断出下列四个位置时电流方向？并总结这样的发电机在匀速转动过程中产生电流方向有什么特点？
电流方向具有周期性变化的特点。每经中性面一次电流方向改变一次
I=0
中性面
图甲
图丙
图乙
图丁
图戊（甲）
3.交变电流的变化规律图像
如果从中性面开始计时
3.交变电流的变化规律图像
如果从“垂直于中性面”
开始计时
课堂总结
交变电流
交流发电机
交变电流的变化规律
电枢
磁极
交变电流的产生
例1．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示，则以下说法中正确的是（　　）
A．t=0时刻，线圈平面与中性面垂直
B．t=0.01 s时刻，Φ的变化率最大
C．t=0.02 s时刻，交变电流的电动势达到最大
D．该线圈产生的交变电流的电动势随时间变化的图像如图乙
B
2．图甲、乙是交流发电机示意图，线圈ABCD在磁场中匀速转动。下列说法正确的是 （　　）
A．图甲中穿过线圈的磁通量最大，电路中的感应电流最大
B．图乙中穿过线圈的磁通量为零，电路中的感应电流为零
C．图甲中穿过线圈的磁通量变化率为零，电路中的感应电流为零
D．图乙中穿过线圈的磁通量变化率最大，电路中的感应电流为零
C
3．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（　　）
A．交变电流的最大值为
B．t=0.01 s时线圈位于中性面
C．t=0.01 s时线圈平面与磁场方向平行
D．t=0.02 s时穿过线圈的磁通量最大
AC
3.交变电流的变化规律图像
如果从 中性面 开始计时
φ
t
t
t
t
φm
Em
Im
Um
3.交变电流的变化规律图像
如果从“垂直于中性面”
开始计时
φ
t
t
t
t
φm
Em
Im
Um
校本作业
考查：交变电流的特点
①中性面位置，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零；
线圈每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈每转动一周，电流方向改变两次。
1.如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是(　　)
A.线圈每转动一周，指针左右摆动两次
B.图示位置为中性面，线圈中无感应电流
C.图示位置ab边的感应电流方向为a→b
D.线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
3.（多选）如图所示，观察电流表的指针，可以看到(　　)
A.指针随着线圈转动而摆动，并且线圈旋转一周，指针左右摆动一次
B.当线圈平面转到跟磁感线垂直时，电流表的指针的偏转最大
C.当线圈平面转到跟磁感线平行时，电流表的指针的偏转最大
D.从图示位置开始计时，匀速转动的线圈里产生感应电动势和感应电流是按正弦规律变化的
2.线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图可知(　　)
A.在A、C时刻线圈处于中性面位置
B.在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零
C.从A时刻到D时刻转过的角度为π
D.若从O时刻到D时刻经过0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次
C
D
AC
校本作业
②峰值（最大值）：正弦式交变电流的峰值Em=NBSω= Nφmω,可在E-t图象中读出
4.矩形线圈边长ab＝0.4m，bc＝0.2m，共50匝，线圈在B＝0.2T的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO′以100/π r/s的转速匀速转动，则线圈产生的最大电动势是多少？
5.一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图象,试根据图象得出:（1）电动势的最大值_____________；
（2）线圈转动的角速度___________；
160
20 V
校本作业
②峰值（最大值）：正弦式交变电流的峰值Em=NBSω= Nφmω,可在E-t图象中读出
6.（多选）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动时，产生的交变电流的最大值出现在(　　)
A.线圈平面与磁感线平行时 B.线圈平面与磁感线垂直时
C.线圈平面与中性面重合时 D.线圈平面与中性面垂直时
7.一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈内的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是(　　)
A.t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B.t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变
C.t2、t4时刻线圈中磁通量最大
D.t2、t4时刻线圈中感应电动势最小
AD
B
校本作业
AB
D
校本作业
10.如图，N＝50匝的矩形线圈abcd，边长ab＝0.20 m，ad＝0.25 m，放在磁感应强度B＝ T
的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以ω＝100π rad/s的角速度匀速转动，线圈电阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝9 Ω，t＝0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里.
(1)写出t＝0时感应电流的方向（用abcda或adcba表示）；
(2)写出线圈感应电动势的最大值及瞬时值表达式；
(3)在t=1/400 s时产生的电动势e是多大？
(4)写出通过电阻R的电流的最大值及瞬时值表达式；
校本作业
A
校本作业
校本作业
I=0
中性面
电流最大
I方向：dcbad
I=0
中性面
电流最大
I方向：abcda
交流电的产生原理
请判断出下列四个位置时电流方向？并总结这样的发电机在匀速转动过程中产生电流方向有什么特点？
电流方向具有周期性变化的特点。每经中性面一次电流方向改变一次
草稿

展开更多......

收起↑