《交变电流》系列 人教版高中物理课件.pptx

1、手摇发电机模型手摇发电机模型手摇手摇发电机电路结构发电机电路结构G实验现象说明什么？实验现象说明什么？方向方向不随时间变化的电流称为直流电不随时间变化的电流称为直流电。例如电。例如电池池供给的供给的电流。电流。大小大小和方向都随时间做周期性和方向都随时间做周期性变化，这样变化，这样的电的电流叫做交变电流流叫做交变电流。例如家庭。例如家庭照明电路中的照明电路中的电流。电流。下列的电流下列的电流i 随时随时间间t 变化的变化的图象中图象中,表示交流电表示交流电的是的是()BCDiOtAiOtCiOtBiOtD选取线圈选取线圈运动运动过程中如过程中如图所示的图所示的几个特殊时刻几个特殊时刻进行进行研

2、究研究1、过程分析、过程分析将立体图转化为平面正视图此此时时线线圈圈具具有有的的特特点点线圈平面与磁场线圈平面与磁场垂直垂直，速度方向与磁场方向，速度方向与磁场方向平行平行磁通量为最大磁通量为最大磁通量的变化率磁通量的变化率为为 0感应电流为感应电流为 0感应电动势感应电动势为为 0我们称为我们称为中性面中性面vv将立体图转化为平面正视图此此时时线线圈圈具具有有的的特特点点线圈平面与线圈平面与磁场磁场平行平行，速度方向与磁场速度方向与磁场方向方向垂直垂直磁通量磁通量为为 0磁通量的变化磁通量的变化率最大率最大感应电流最大感应电流最大感应电动势感应电动势最大最大vv将立体图转化为平面正视图将立体

3、图转化为平面正视图如图乙如图乙如图甲如图甲（1）线圈）线圈经过经过中性面中性面时，穿过线圈的时，穿过线圈的磁通量最大磁通量最大，但，但磁通量的变化率为零，线圈中的磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为电动势为零零。（2）线圈）线圈垂直中性面垂直中性面时时，穿过线圈的，穿过线圈的磁通量为零磁通量为零，但，但磁通量的变化率最大，线圈中的磁通量的变化率最大，线圈中的电动势为最大电动势为最大。（3）线圈）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周一周，两次两次经过中性面，电流方向改变经过中性面，电流方向改变两两次次。2、特点、特点小结小结例例1.矩形线框绕垂直于

4、匀强磁场且在线框平面的轴匀矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是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当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零也为零C每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次向就改变一次D线框经过中性面时，各边不切割磁感线线框经过中性面时，各边不切割磁感线CD 如图所示，一线圈如图所示，一线圈从中性面从中性面开始绕逆时针转动开始绕逆时

5、针转动，角角速度为速度为。AB、CD 宽宽 L1，AD、BC 长长 L2，经过，经过时间时间 t，处于图示位置，此时线圈中的感应电动势多大？处于图示位置，此时线圈中的感应电动势多大？三、交变电流三、交变电流的的一般一般变化变化规律规律 ABCDBvA(B)D(C)t=0vv中性面中性面AB 边边中的感应电动势：中的感应电动势：线圈中的感应电动势：线圈中的感应电动势：三、交变电流三、交变电流的的一般一般变化变化规律规律 e1=BL1vsin =BL1 sin tL22e=2BL1 sin t=BSsin t L22ABCD当当线圈线圈匝数匝数为为 N 时时（1）电动势按正弦规律）电动势按正弦规律

6、变化：变化：e=Emsin t 转轴转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时垂直匀强磁场，经中性面时开始计时e=NBL1L2sin t=NBSsin t 令令 Em=NBSL1L2 则有则有 e=Emsin t 1、交变电流、交变电流的变化规律的变化规律 2、成立条件、成立条件（2）电流按正弦规律变化：）电流按正弦规律变化：i =Imsin t e=Emsin t eOT/42T/43T/4T/23/22tt四、交流电的四、交流电的图象图象 作图时规定感应电动作图时规定感应电动势正方向为势正方向为abcdaEm=nBSe=EmsintEmEmabcdabcdabcdKLabcdabcdKLKLKL

7、KLiOT/42T/43T/4T/23/22tt作图时规定作图时规定感应电流感应电流正方正方向向为为dcbadIm=nBS/(R+r)i=ImsintImImabcdabcdabcdKLabcdabcdKLKLKLKL四、交流电的四、交流电的图象图象 eOT/42T/43T/4T/23/22ttEmEmiOT/42T/43T/4T/23/22ttImIm电路中的电动势和电流关系电路中的电动势和电流关系例例2.一矩形线圈，绕垂直于匀一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动定轴转动，线圈中的感应电动势势 e 随时间的变化如图所示，随时间的

8、变化如图所示，下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.t1 时刻通过的磁通量为零时刻通过的磁通量为零 B.t2 时刻通过的磁通量的绝对值最大时刻通过的磁通量的绝对值最大 C.t3 时刻通过的磁通量变化率的绝对值最大时刻通过的磁通量变化率的绝对值最大 D.每当每当 e 变换方向时通过的磁通量的绝对值最大变换方向时通过的磁通量的绝对值最大解析：因解析：因电动势按余弦规律变化，故初始时刻线圈处电动势按余弦规律变化，故初始时刻线圈处于垂直中性面的位置，于垂直中性面的位置，至至 t1 时刻时刻恰好到达中性面，磁恰好到达中性面，磁通量最大，通量最大，A 错错；t2时刻又垂直中性面，磁通量为零，时刻又垂

9、直中性面，磁通量为零，但其变化率但其变化率最大，最大，B 错错；t3 时刻时刻又到达中性面，磁通量又到达中性面，磁通量最大，但其变化率为零，最大，但其变化率为零，C错；错；e 变换变换方向时正是其大方向时正是其大小为零时，也恰好是磁通量最大小为零时，也恰好是磁通量最大时。时。【答案答案】D五、其他交变电流波形图五、其他交变电流波形图示波器中的示波器中的锯齿波扫描锯齿波扫描电压电压电子计算电子计算机中的矩机中的矩形脉冲形脉冲激光通信用激光通信用的尖脉冲的尖脉冲家庭电路家庭电路中的正弦中的正弦式电流式电流1.交变电流交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。：大小和方向都随时间作周期性变化的

10、电流。2.交变电流交变电流的变化规律的变化规律：（2）大小变化规律）大小变化规律-按按正弦规律正弦规律变化：变化：e=Emsint Em=NBS 叫叫电动势的最大值电动势的最大值 i=Imsint Im=Em/R 叫叫电流的最大值电流的最大值 u=Umsint Um=ImR 叫叫电压的最大值电压的最大值 正弦正弦式式交变电流规律交变电流规律（1）方向变化规律）方向变化规律-线圈平面每经过线圈平面每经过中性面中性面一次，感一次，感应电流的应电流的方向就改变方向就改变一次；线圈转动一次；线圈转动一周一周，感应电流的方，感应电流的方向改变向改变两次两次。规律规律物理量物理量 函数表达式函数表达式图象

11、图象磁通量磁通量mcos tBScos t电动势电动势eEmsin tnBSsin t电压电压uUmsin t sin t电流电流iImsin t sin tD1.如图甲如图甲所示，一矩形线圈所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd 中点中点的轴的轴OO以角速度以角速度逆时针逆时针匀速转动匀速转动。若若以线圈平面与以线圈平面与磁场夹角磁场夹角45时时(如图乙如图乙)为计时起点，并规定当电流自为计时起点，并规定当电流自a流流向向b时，电流方向为时，电流方向为正正。则则下列四幅图中正确的是下列四幅图中正确的是 ()2.如如图甲为图甲为某某小型交流发电机小型

12、交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感的原理图，其矩形线圈在磁感应强度应强度为为 B 的的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴轴 OO 匀速转动匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与，线圈的两端经集流环和电刷与电阻电阻 R 10 连接，连接，与与电阻电阻 R 并联并联的交流电压表为理想电压表，示数的交流电压表为理想电压表，示数是是 10 V。图图乙是矩形线圈中乙是矩形线圈中磁通量磁通量 随时间随时间 t 变化变化的的图象图象。则则()CA.电阻电阻 R上的电动率上的电动率为为 20 WB.t0.02 s 时时 R 两端两端的电压瞬的电压瞬 时值时值为零为零C.R两

13、端的两端的电压电压 u 随时间随时间 t 变化变化的规律的规律是是 u14.1cos 100t VD.通过通过 R 的的电流电流i随时间随时间t变化的规律变化的规律是是 i1.41cos 50t A1.因为种群是由许多个体组成的，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。2.有翅的昆虫有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。3.但是在经常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死。4.当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场不仅在邻近的电路中激发 出感应电动势，同样也在它本身激发出感应电动势。这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势。5.通过学习并理解盖斯定律的内容,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。6.通过学会有关反应热计算的方法技巧,进一步提高化学计算的能力。7.人生的苦难和挫折,实在是对人生的一种造就,战胜挫折和苦难就会赢得财富。8.今天我们领悟了昌耀的人生体验,明天我们也要像他那样用自己的顽强意志去直面挫折,即使身处孤绝之境，也要笑对人生，走向成功的彼岸！