交变电流的产生和描述课件.ppt

1、交变电流的产生和描述交变电流的产生和描述2【教法探析教法探析】一、交变电流的产生和变化规律一、交变电流的产生和变化规律1交变电流：交变电流：_和方向都随时间做和方向都随时间做_变化的电流变化的电流大小大小周期性周期性2【教法探析】一、交变电流的产生和变化规律大小周期性32正弦式交变电流正弦式交变电流(1)定义：按定义：按_变化的交变电流变化的交变电流(2)产生：如图产生：如图1011所示，将闭合线圈置于所示，将闭合线圈置于_磁场中，并绕垂磁场中，并绕垂_方向的方向的轴做匀速转动轴做匀速转动3变化规律变化规律(线圈在中性面位置开始计时线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势电动势e随时间变化的规律

2、：随时间变化的规律：e_.(2)电压电压u随时间变化的规律：随时间变化的规律：u_.(3)电流电流i随时间变化的规律：随时间变化的规律：i_.其中其中等于线圈转动的等于线圈转动的_，Em_.nBSnBl1l2角速度角速度ImsintUmsintEmsint直于磁感线直于磁感线匀强匀强正弦规律正弦规律3 2 正弦式交变电流n B S n B l 1 l 2 角速度I ms i n 4二、表征交变电流的物理量二、表征交变电流的物理量1瞬时值：交变电流某一时刻的值瞬时值：交变电流某一时刻的值2最大值：最大值：Em_，出现在线圈平面和磁感，出现在线圈平面和磁感线平行时瞬时值和最大值关系：线平行时瞬时值

3、和最大值关系：Eme(t)Em.3有效值：它是根据电流的热效应来规定的，即让有效值：它是根据电流的热效应来规定的，即让交变电流和直流电通过相同的电阻，如果在相同时交变电流和直流电通过相同的电阻，如果在相同时间内产生的间内产生的_相等，就把这一直流的数值叫做相等，就把这一直流的数值叫做该交变电流的有效值该交变电流的有效值正弦交变电流的有效值和最大值的关系为：正弦交变电流的有效值和最大值的关系为：热量热量NBS4 二、表征交变电流的物理量热量N B S 5通常所说交变电流、电压的数值，各种交变电流设备所标的额定电压通常所说交变电流、电压的数值，各种交变电流设备所标的额定电压和额定电流的数值，一般交

4、变电流表测量的数值，都是指有效值和额定电流的数值，一般交变电流表测量的数值，都是指有效值(除除非有特殊说明非有特殊说明)4交变电流的周期和频率交变电流的周期和频率(1)周期周期T：交变电流完成一次周期性变化：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周线圈转一周)所需的时间所需的时间(2)频率频率f：交变电流在：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数内完成周期性变化的次数【学法导引学法导引】一、正弦式电流的变化规律一、正弦式电流的变化规律1正弦式电流的变化规律正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时线圈在中性面位置开始计时)5 通常所说交变电流、电压的数值，各种交变电流设备所标的额定电6函数函

5、数图像图像 磁通量磁通量mcostBScost电动势电动势eEmsint NBSsint电压电压 uUmsintsint 电流电流iImsintsint6 函数图像 磁通量 mc o s t 电动势e E m s72对中性面的理解对中性面的理解(1)中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的参考面中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的参考面(2)线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，而磁通量线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，而磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零的变化率为零，产生的感应电动势为零(3)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为零，但磁通线圈平面与中性

6、面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大量的变化率最大，产生的感应电动势最大(4)线圈每经过中性面一次电流方向就改变一次，线圈转动一周，两线圈每经过中性面一次电流方向就改变一次，线圈转动一周，两次经过中性面，所以电流的方向改变两次次经过中性面，所以电流的方向改变两次3交变电流瞬时值表达式的书写基本思路交变电流瞬时值表达式的书写基本思路(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像或由公式确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像或由公式EmNBS求出相应峰值求出相应峰值(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式如：如：7

7、2 对中性面的理解3 交变电流瞬时值表达式的书写基本思路8线圈从中性面开始转动，则线圈从中性面开始转动，则it图像为正弦函数图像，函数式为图像为正弦函数图像，函数式为iImsint.线圈从垂直中性面开始转动，则线圈从垂直中性面开始转动，则it图像为余弦函数图像，函数图像为余弦函数图像，函数式为式为iImcost.【名师点睛名师点睛】(1)电流大小变化但是方向不变的仍然是直流电电流大小变化但是方向不变的仍然是直流电(2)函数表达式函数表达式eEmsint，只有从中性面开始计时才能成立，如果，只有从中性面开始计时才能成立，如果开始位置和中性面的夹角为开始位置和中性面的夹角为，则瞬时值表达式为，则瞬

8、时值表达式为eEmsin(t)8 线圈从中性面开始转动，则i t 图像为正弦函数图像，函数式9【思路点拨思路点拨】由磁场情况和线圈转动情况可确定瞬时值表达由磁场情况和线圈转动情况可确定瞬时值表达式，电压表和电流表的示数为电路中电压和电流的有效值，而式，电压表和电流表的示数为电路中电压和电流的有效值，而电荷量的计算则需用该时间内的平均值电荷量的计算则需用该时间内的平均值9【思路点拨】由磁场情况和线圈转动情况可确定瞬时值表达式，101 011【反思领悟反思领悟】(1)中性面是交变电流产生过程中的重要位置，中性面是交变电流产生过程中的重要位置，从中性面开始计时和从其他位置开始计时计算交变电流的表从中

9、性面开始计时和从其他位置开始计时计算交变电流的表达式不同达式不同(2)交流电路中，欧姆定律、焦耳定律同样适用交流电路中，欧姆定律、焦耳定律同样适用1 1【反思领悟】(1)中性面是交变电流产生过程中的重要位置12二、交变电流二、交变电流“四值四值”的理解与应用的理解与应用1 2 二、交变电流“四值”的理解与应用131 314例例2.一交变电流随时间的变化图线如图所示，其中正方向的部分一交变电流随时间的变化图线如图所示，其中正方向的部分为正弦曲线的一部分，则此交变电流的有效值为多少安？为正弦曲线的一部分，则此交变电流的有效值为多少安？1 4 例2.一交变电流随时间的变化图线如图所示，其中正方向的部

10、15【思路点拨思路点拨】每周期的前半周为正弦，应如何求出有效值？每周期的前半周为正弦，应如何求出有效值？每周期的后半周为直流电，则有效值为多少？整体一个周期每周期的后半周为直流电，则有效值为多少？整体一个周期内的有效值根据电流的热效应如何求解？内的有效值根据电流的热效应如何求解？1 5【思路点拨】每周期的前半周为正弦，应如何求出有效值？每16答案：答案：5.0【模拟练习模拟练习】1.某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速的交变电流现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转

11、速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图像是的图像是(B)1 6 答案：5.0【模拟练习】1.某台家用柴油发电机正常工作时172.矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是(BC)1 7 2.矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电183如图所示，图线如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象

12、，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是(D )A线圈先后两次转速之比为线圈先后两次转速之比为2 3B两种情况在两种情况在0.3 s内通过线圈的磁通量变化之比为内通过线圈的磁通量变化之比为1 1C两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比Qa Qb3 2D两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比两种情况在相等时间内产生的焦耳热之比Qa Qb9 41 8 3 如图所示，图线a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正194如图所示区域(图中直角坐标系xOy的1、3象限)内有匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小为B，半径为l，圆心角为60的扇形导线框OPQ以角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R.求线框旋转过程中产生交流电的有效值答案：Bl21 9 4 如图所示区域(图中直角坐标系x O y 的1、3 象限)内有20【真题再现真题再现】2 0【真题再现】212 1222 2232 3