（2019） 新人教版高中物理高二选择性必修二第三章：3.1交变电流ppt课件.ppt

1、一、感应电流产生条件一、感应电流产生条件二、感应电动势的大小计算二、感应电动势的大小计算三、感应电流、感应电动势方向判断三、感应电流、感应电动势方向判断课前复习：课前复习：练习：练习：导体棒导体棒abab长度长度 L,L,垂直匀强磁场垂直匀强磁场 B,B,匀速运匀速运动速度为动速度为 V V，计算感应电动势的大小和方向，计算感应电动势的大小和方向VcBdabVBVa(b)BVa(b)VBa(b)练习：导体棒练习：导体棒abab长度长度 L,L,垂直匀强磁场垂直匀强磁场 B,B,匀速运匀速运动速度为动速度为 V V，计算感应电动势的大小和方向，计算感应电动势的大小和方向VcBdabVBVa(b)

2、BVa(b)VBa(b)0EBLVE2BLVE sinBLVE 课前复习：课前复习：3.1交变电流1.1.交变电流交变电流: 大小和大小和方向方向都随时间做周期性的变化都随时间做周期性的变化. 简称交流（简称交流（AC） 2.直流电: 方向方向不随时间变化的电流（不随时间变化的电流（DC），大），大小小可以改变噢！可以改变噢！ 恒定电流恒定电流:大小大小和和方向方向不随时间变化的电流不随时间变化的电流 观察下列几个电流与时间的图象观察下列几个电流与时间的图象, ,判判断哪些是交变电流断哪些是交变电流it0(2)it0(1)it0(3)i0t(4)i0t(5)（1）（）（2）（）（5）一些其它交

3、变电流一些其它交变电流交变电流的特点：方向随时间变化交变电流的特点：方向随时间变化在目前的电力系统中应用的大多是正弦式电流.G_+简易交流发电机：简易交流发电机：1原理：原理：2构造：构造：3种类：种类：由法拉第由法拉第电磁感应定律电磁感应定律可知，只要通可知，只要通过闭合导体的过闭合导体的磁通量磁通量发生变化，就可发生变化，就可以产生感应电动势和以产生感应电动势和感应电流感应电流abdC转子转子电刷电刷电刷电刷定子定子构造:发电机主要由发电机主要由线圈线圈(电枢电枢)和和磁极磁极两部分组成两部分组成1 1原理原理：2 2构造构造：3 3种类种类：由法拉第由法拉第电磁感应定律电磁感应定律可知，

4、只要通可知，只要通过闭合导体的过闭合导体的磁通量磁通量发生变化，就可发生变化，就可以产生感应电动势和以产生感应电动势和感应电流感应电流发电机主要由发电机主要由线圈线圈(电枢电枢)和和磁极磁极两部两部分组成分组成磁极磁极电枢电枢电枢电枢磁极磁极abdCNSSNNSSNNSSNNSSNNSSNSSNNSSNNSSNNSSNNSSNNSSNNSSNNSSNNSSN最大值Umtu峰值 公式 u =U=Umm sin sin w wt t i =I i =Imm sin sin w wt tto将立体图转化为平面图将立体图转化为平面图两个特殊位置：两个特殊位置：第一特殊位置：第一特殊位置：S SB中性面

5、特点：中性面特点：2 2、导体边不切割磁感、导体边不切割磁感线线, ,或或磁通量的变化率为磁通量的变化率为零，线圈中的零，线圈中的电动势为零电动势为零1 1、磁通量最大、磁通量最大= =maxmax所以，所以，E E感感=0=0，i i感感=0=0即：此时线圈中无电流！即：此时线圈中无电流！中性面中性面3 3线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动动一周一周，两次两次经过中性面，电流方向改变经过中性面，电流方向改变两次两次特点：特点：2 2、导体边垂直切割磁感线、导体边垂直切割磁感线1 1、磁通量为最小磁通量为最小，=0=0第二特殊位置：第二特殊位置：

6、SB线圈中有感应线圈中有感应电流电流，并达到并达到最大最大峰值面峰值面中性面中性面峰值面峰值面含义含义线圈平面与磁场方向线圈平面与磁场方向垂直垂直线圈平面与磁场方向线圈平面与磁场方向平行平行磁通量磁通量最大最大(BS)零零磁通量的变化磁通量的变化率率0最大最大感应电动势感应电动势0最大最大(nBS)电流方向电流方向发生改变发生改变方向不变方向不变线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周一周，两两次次经过中性面，电流方向改变经过中性面，电流方向改变两次两次(1)、正弦交变电流的图象eoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23

7、 3/2/22 2tt t3、交变电流的图像和变化规律(2)、交变电流的变化规律(1)感应电动势: :(2)感应电流:(3)外电路电阻两端的电压:e=e=nBssintnBssint= =Emsint(从从中性面中性面开始计时开始计时)i=(i=(nBs/R)sintnBs/R)sint= =Imsint(从从中性面中性面开始计时开始计时)u=u=Umsint(从从中性面中性面开始计时开始计时)e=e=nBscostnBscost= =Emcost(从从BS开始计时开始计时)i=(i=(nBs/R)costnBs/R)cost= =Imcost(从从BS开始计时开始计时)u=u=Umcost(

8、从从BS开始计时开始计时)4、成立条件：线圈在匀强磁场B中绕垂直于磁场的中心轴匀速转动，经中性面时开始计时，与线圈的形状、转轴的位置无关。1 1关于中性面，下列说法正确的是关于中性面，下列说法正确的是( () )A A线圈在转动中经中性面位置时，穿过线线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零B B线圈在转动中经中性面位置时，穿过线线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大C C线圈每经过一次中性面，感应电流的方线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次向就改变一次D D

9、线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次AC2 2、线圈从中性面开始转动，角速度是、线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈，线圈中的感应电动势的峰值是中的感应电动势的峰值是E Em m，那么在任一时刻，那么在任一时刻t t感感应电动势的瞬时值应电动势的瞬时值e e为为若线圈电若线圈电阻为，则感应电流的瞬时值为阻为，则感应电流的瞬时值为 0E Em - -E Emt课堂练习课堂练习3 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感

10、应电动势随时间的变化的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是规律如图所示，下面说法中正确的是( )( )：A.A. T T1 1时刻通过线圈的磁通量为零；时刻通过线圈的磁通量为零；B.B. T T2 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；C.C. T T3 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；D.D. 每当每当e e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。为最大。 D4.4.有一有一1010匝匝正方形线框，边长为正方形线框，边长为20 c

11、m20 cm，线框总电阻为，线框总电阻为11，线框，线框绕绕OOOO轴以轴以10 10 rad/srad/s的角速度的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线匀速转动，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框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5T0.5T(1)(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电该线框产生的交变电流电动势最大值、电 流最大值分别是多少？流最大值分别是多少？(2)(2)线框从图示位置转过线框从图示位置转过6060时，感应电动势时，感应电动势的瞬时值是多大？的瞬时值是多大？(3)(3)写出感应电动势随时间变化的表达式写出感应电动势随时间变化的表达式(3)(3)由于线框转动是从中性面开始计时的，由于线框转动是从中性面开始计时的， 所以瞬时表达式为所以瞬时表达式为e eE Em msinsintt6.28sin106.28sin10t t V. V.V28. 6nBSEmAREImm28. 6(1)(2)(2)线框转过线框转过6060时，感应电动势时，感应电动势E EE Em msin60sin605.44 V.5.44 V.