《高考物理第一轮复习课件：第7讲： 怎样产生交变电流 （沪科版选修3-2）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理第一轮复习课件：第7讲： 怎样产生交变电流 （沪科版选修3-2）（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.知道交变电流是如何产生的，知道中性面的概知道交变电流是如何产生的，知道中性面的概念念(重点重点)2知道交流发电机的结构、原理及分类知道交流发电机的结构、原理及分类3了解交变电流的规律及瞬时值表达式了解交变电流的规律及瞬时值表达式目目目目标导标导航航航航新新 知知 初初 探探自自 主主 学学 习习一、什么是交一、什么是交变电变电流流实实验验探探究究：把把直直流流和和交交变变电电流流先先后后输输入入示示波波器器，根根据据示示波波器器屏屏幕幕上上观观察察到到的的图图像像可可以以看看出出，直直流流电电压压的的大大小小和和方方向向不不随随时时间间发发生生变变化化，而而交交变变 电电 流流 的的 电电
2、 压压 的的 大大 小小 和和 方方 向向 都都 随随 时时 间间_发发生生变变化化2.交交 变变 电电 流流 ： 把把 大大 小小 和和 方方 向向 都都 随随 时时 间间 做做_的的电电流流,叫叫做做交交变变电电流流,简简称称_，常常用用字字母母“AC”或或符符号号“”表表示示大大小小和和方方向向都都不不随随时时间间变变化化的的电电流流叫叫恒恒定定电电流流，简简称称_，用字母，用字母“DC”或符号或符号“”表示表示3.正正弦弦式式交交变变电电流流：交交变变电电流流的的电电流流和和电电压压是是按按_规规律律变变化化的的，这这种种电电流流叫叫做做正正弦式交弦式交变电变电流流 周期周期性性变变化
3、化交流交流直流直流正弦函数正弦函数二、交流二、交流发电发电机机1.结结 构构 ： 交交 流流 发发 电电 机机 由由 一一 个个_和和一一个个_两两大大部部分分组组成成线线圈圈在在磁磁场场中中转转动动时时产产生生的的感感应应电电流流通通过过_和和电电刷刷输给输给用用电电器器2.原原理理：在在匀匀强强磁磁场场中中，让让一一矩矩形形线线圈圈绕绕垂垂直直于于磁磁场场方方向向的的轴轴_转转动动时时，就就得得到到了了_都随都随时间变时间变化的交化的交变电变电流流 可可转动转动的的线线圈圈(电电枢枢)磁体磁体滑滑环环匀速匀速大小和方向大小和方向3.中中性性面面：如如图图所所示示为为线线圈圈转转一一周周过过
4、程程中中的的几几个个关关键键位位置置，图图甲甲、丙丙、戊戊所所示示的的位位置置，线线圈圈平面垂直于磁感平面垂直于磁感线线，各，各边边都不切都不切割割磁磁感感线线，线线圈圈中中产产生生的的感感应应电电动动势势为为零零，这这样样的的位位置置叫叫_图图乙乙、丁丁所所示示的的位位置置，线线圈圈平平面面与与磁磁场场方方向向平平行行，ab、cd两两边边垂垂直直切切割割磁磁感感线线，此此时时线线圈圈中中的的感感应应电电流流达达到到_中性面中性面最大最大4.感感应应电电动动势势瞬瞬时时值值表表达达式式：e _ ,Em是感是感应电动势应电动势的的_Emsint最大最大值值磁极磁极电电枢枢500 V几千几千几万几
5、万电电枢枢磁极磁极四、交四、交变电变电流的流的电电能从哪里来能从哪里来从从能能量量转转化化的的角角度度看看，发发电电机机是是把把机机械械能能转转变变为为电电能能的的机机器器,发发电电机机按按其其原原动动力力机机分分为为： _发发电电机机、汽汽轮轮发发电电机机、柴柴油油发发电电机机和和_发电发电机机水水轮轮核能核能学案导引学案导引1.交变电流的图形有什么特点？交变电流的图形有什么特点？2.交变电流和直流电的区别体现在哪里？交变电流和直流电的区别体现在哪里？要要 点点 探探 究究讲讲 练练 互互 动动要点一要点一对对交交变电变电流的流的认识认识1.两种电流两种电流(1)恒定电流恒定电流大小和方向都
6、不随时间变化的电流叫做恒定电大小和方向都不随时间变化的电流叫做恒定电流流(2)交变电流交变电流大小和方向随时间做周期性变化的电流，叫做大小和方向随时间做周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流交变电流，简称交流特特别别提醒：提醒：方向随方向随时间时间做周期性做周期性变变化是交化是交变电变电流最重要的特征只要方向流最重要的特征只要方向发发生生变变化，无化，无论论大大小是否改小是否改变变都是交流都是交流电电2.正弦式正弦式电电流流(1)定定义义随随时间时间按正弦按正弦规规律律变变化的化的电电流叫做正弦式流叫做正弦式电电流流在我国工在我国工农业农业生生产产及生活中及生活中使用的交使用的交变电变电流都
7、是正弦式流都是正弦式电电流流(2)正弦式交正弦式交变电变电流的流的图图像像正正弦弦式式交交变变电电流流的的图图像像是是正正弦弦曲曲线线，如如图图所所示示3.几种常几种常见见的交的交变电变电流流(如如图图所示所示) 甲：家庭甲：家庭电电路中的正弦式路中的正弦式电电流流 乙：示波器中的乙：示波器中的锯齿锯齿波波扫扫描描电压电压 丙：丙：电电子子计计算机中的矩形脉冲算机中的矩形脉冲丁：激光通信用的尖脉冲丁：激光通信用的尖脉冲 如图所示的各图像中表示交变电流的如图所示的各图像中表示交变电流的是是()【思思路路点点拨拨】解解答答本本题题要要明明确确交交流流电电的的特特征征是是电电流流方方向向变变化化，在
8、在it图图上上电电流流的的方方向向表表现现在是否在在是否在t轴轴的两的两侧侧例例1【精精讲讲精精析析】B、C两两图图像像中中，虽虽然然电电流流大大小小随随时时间间做做周周期期性性变变化化，但但方方向向从从图图上上看看在在t轴轴一一侧侧方方向向不不变变，故故不不是是交交变变电电流流A图图中中电电流流的的方方向向没没发发生生变变化化，不不是是交交变变电电流流D图图中中,从从图图上上看看电电流流分分布布在在t轴轴两两侧侧，电电流流的的大大小小、方向均做周期性方向均做周期性变变化，是交化，是交变电变电流，故流，故选选D.【答案答案】D【规规律律方方法法】正正弦弦式式交交变变电电流流大大小小和和方方向向
9、都都随随时时间间做做周周期期性性的的变变化化，线线圈圈越越过过中中性性面面,线线圈圈中中i方方向向要要改改变变线线圈圈转转一一周周，感感应应电电流流方方向向改改变变两两次次而而电电子子电电路路中中矩矩形形脉脉冲冲方方向向随随时时间间做做周周期期性性的的变变化化，而而大大小小不不随随时时间间做做周周期期性性的的变变化化，这这种种电电流流也也是是交交变变电电流流所所以以判判断断是是交交流流电电还还是是直直流流电电的的依依据据关关键键是是看看电电流流的的方方向向是否做周期性的是否做周期性的变变化化变变式式训练训练对对于如于如图图所示的所示的电电流流i随随时时间间t作周期性作周期性变变化的化的图图像，
10、像，下列下列说说法中正确的是法中正确的是()A电电流大小流大小变变化，方向不化，方向不变变，是直流，是直流电电B电电流大小、方向都流大小、方向都变变化，是交流化，是交流电电C电电流大小不流大小不变变，方向，方向变变化，是直流化，是直流电电D电电流流大大小小变变化化，方方向向不不变变，不不是是直直流流电电，是交流是交流电电解析：选解析：选A.根据交变电流的概念和图像的物理根据交变电流的概念和图像的物理意义可知：图像所表示的电流大小随时间做周意义可知：图像所表示的电流大小随时间做周期性的变化而方向始终保持不变所以如图所期性的变化而方向始终保持不变所以如图所示的电流不是交流电，而是直流电所以答案示的
11、电流不是交流电，而是直流电所以答案为为A.学案导引学案导引1.中性面及垂直于中性面的位置有哪些特点？中性面及垂直于中性面的位置有哪些特点？2.正弦交变电流的瞬时值表达式是什么？正弦交变电流的瞬时值表达式是什么？要点二要点二交交变电变电流的基本流的基本规规律律1.两个特殊位置的特点两个特殊位置的特点中性面中性面中性面的垂面中性面的垂面位置位置线线圈平圈平面面与与磁磁场场垂直垂直线线圈平圈平面面与与磁磁场场平行平行磁通量磁通量最大最大零零磁通磁通量量的的变变化率化率零零最大最大感感应电动势应电动势零零最大最大中性面中性面中性面的垂面中性面的垂面电电流方向流方向改改变变不不变变周期性周期性一个周期两
12、次一个周期两次经经过过中性面，中性面，电电流流方向改方向改变变两次两次一个周期一个周期电动电动势势两次最大，两次最大，两次最大两次最大值值方方向相反向相反2.交变电流的数学表达式交变电流的数学表达式据如图可知，据如图可知，ab和和cd边产生边产生的感应电动势均为的感应电动势均为Blvsint，此时整个线圈的感应电动势此时整个线圈的感应电动势为为e2Blvsint或或eEmsint.(1)Em2Blv为最大值，也叫电动势的最大值为最大值，也叫电动势的最大值,也叫峰值也叫峰值(2)eEmsint,交变电流按正弦规律变化，这交变电流按正弦规律变化，这种电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流种电流叫正弦
13、式交变电流，简称正弦式电流.例例2【思思路路点点拨拨】分分别别把把Em、的的数数值值推推出出,代代入入一一般般式式eEmsint就就得得出出了了瞬瞬时时值值表表达达式式,求求瞬瞬时时值值时时，只只需需把把t的的时时刻刻代代入入表表达达式式就就可可以了以了【答案答案】(1)e50sin(10t) V(2)43.3 V【规规律律方方法法】交交变变电电流流瞬瞬时时值值表表达达式式问问题题的的破解程序破解程序(1)观观察察线线圈的圈的转动轴转动轴是否与磁感是否与磁感线线垂直垂直(2)从从中中性性面面开开始始计计时时，电电动动势势是是按按正正弦弦规规律律变变化化；从从线线圈圈转转到到与与磁磁感感线线平平
14、行行时时开开始始计计时时,电动势电动势是按余弦是按余弦规规律律变变化化(3)计计算算电电动动势势最最大大值值和和角角速速度度，写写出出电电动动势势的瞬的瞬时值时值表达式表达式互动探究互动探究上例中流过电阻上例中流过电阻R的电流的瞬时值表达式是什的电流的瞬时值表达式是什么？么？答案：答案：i5sin(10t) A热热 点点 示示 例例创创 新新 拓拓 展展【审审题题指指导导】(1)最最大大值值的的计计算算利利用用瞬瞬时时值值表达式；表达式；(2)电电动动势势的的平平均均值值要要用用法法拉拉第第电电磁磁感感应应定定律律计计算算【答案答案】(1)20 V(2)12.7 V【借借题题发发挥挥】(1)若
15、若线线圈圈从从中中性性面面开开始始计计时时,eEmsint.若若线线圈圈从从位位于于与与中中性性面面垂垂直直的的位位置置开开始始计计时时,eEmcost，所所用用瞬瞬时时值值表表达达式式与与开开始始计计时时的位置有关的位置有关(2)物物理理学学中中，正正弦弦交交变变电电流流与与余余弦弦交交变变电电流流都都统统称称为为正弦式交正弦式交变电变电流流,简简称正弦式称正弦式电电流流(3)交交变电动势变电动势的峰的峰值值EmNBS，由，由线线圈匝圈匝数数N，磁感，磁感应应强强度度B，转动转动角度角度及及线线圈面圈面积积S决定当决定当线线圈圈转转到穿到穿过线过线圈的磁通量圈的磁通量为为0的位的位置置时时，取最大，取最大值值，与，与线线圈形状及圈形状及转轴转轴位置无关位置无关同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
