《人教版高中物理选修32第五章第一节5.1交变电流课件共28张PPT》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修32第五章第一节5.1交变电流课件共28张PPT（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、三峡水电站三峡水电站交交 变变 电电 流流 交交流流发发电电机机模模型型二、交变电流的产生二、交变电流的产生故事一故事一：英国财政大臣格拉斯与法拉第的对话：英国财政大臣格拉斯与法拉第的对话 “法拉第先生，它（电磁感应）到底有什么用呢？法拉第先生，它（电磁感应）到底有什么用呢？”“啊，阁下，也许要不了多久你就要对他收税了。啊，阁下，也许要不了多久你就要对他收税了。”故事二故事二：1831年年10月月28 日，法拉第在第一次会议上展日，法拉第在第一次会议上展示了他发明的圆盘发电机。他是利用电磁感应的原理示了他发明的圆盘发电机。他是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上的第一台发电机。据说，在法制成
2、的，是人类历史上的第一台发电机。据说，在法拉第表演他的圆盘发电机时，一位贵妇人问道：拉第表演他的圆盘发电机时，一位贵妇人问道：“法法拉第先生，这东西有什么用呢？拉第先生，这东西有什么用呢？”法拉第答到：法拉第答到：“夫夫人，一个刚刚出生的婴儿有什么用呢？人，一个刚刚出生的婴儿有什么用呢？”发发 电电 机机学习目标：学习目标：1、知道什么是交变电流、知道什么是交变电流2、理解交变电流产生原理、理解交变电流产生原理3、知道交变电流的变化规律、知道交变电流的变化规律一、交变电流一、交变电流1、直直流电流电流流(DC)方向不随时间变化的电流方向不随时间变化的电流2、交交变电变电流流(AC)大小和方向都
3、随时间做周期性变化的电流大小和方向都随时间做周期性变化的电流1 1下列表示交变电流的有（下列表示交变电流的有（ ）i ii it tt ti it t(A)(B)(C)(D)0000t t(E)0teu根据交变电流的定义分析，是否属于交变电流根据交变电流的定义分析，是否属于交变电流关键是看关键是看电流方向是否发生变化电流方向是否发生变化，而不是看大小，而不是看大小交变电流是如何产生的呢？交变电流是如何产生的呢？二、交变电流的产生二、交变电流的产生初识交变电流初识交变电流手摇发电机手摇发电机手摇发电机手摇发电机交交流流发发电电机机模模型型二、正弦交变电流的产生二、正弦交变电流的产生1 1、发电机
4、的基本构造、发电机的基本构造线圈线圈磁极磁极实验现象：缓慢转动线圈时，电流计指针在左右实验现象：缓慢转动线圈时，电流计指针在左右摇动，线圈每转一周，指针左右摆动一次摇动，线圈每转一周，指针左右摆动一次矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动二、交变电流的产生二、交变电流的产生eoEmT/4T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt t 二、交变电流的产生二、交变电流的产生交变电流产生条件：线圈在磁场中绕垂交变电流产生条件：线圈在磁场中绕垂 直于磁场的轴转动直于磁场的轴转动BS最大最大 E=0=0I=0=0中性面中性面垂直
5、磁场方向的平面叫做垂直磁场方向的平面叫做中性面。中性面。线圈经过线圈经过中性面中性面时，时，最大最大，但线圈，但线圈中的中的电动势为零电动势为零(V / B)A(B)D(C)过程分析过程分析将立体图转化为平面图将立体图转化为平面图=0=0BS=0=0E E最大最大 I I最大最大感应电流方向感应电流方向B到到A线圈与磁场平行时，线圈与磁场平行时，最小最小，但线圈，但线圈中的中的电动势最大电动势最大(VB)A(B)D(C)最大最大D(C)A(B)BBS最大最大E=0 I=0中性面中性面BS=0E、I最大最大感应电流方向感应电流方向C到到DV / BVBD(C)A(B)B线圈平面与磁感线垂直的位置
6、线圈平面与磁感线垂直的位置（1 1）线圈经过）线圈经过中性面中性面时，穿过线圈的时，穿过线圈的磁通量最磁通量最大大，但磁通量的变化率为零，线圈中的，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为电动势为零零（3 3）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动转动一周一周，两次两次经过中性面，电流方向改变经过中性面，电流方向改变两次两次（2）线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的磁通磁通量为零量为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的，但磁通量的变化率最大，线圈中的电电动势为最大。动势为最大。中性面中性面题型题型1对交变电流产生过程的理解对交
7、变电流产生过程的理解4线圈线圈在匀强磁场中在匀强磁场中匀速转动匀速转动，产生交，产生交流电的图象如图所示，由图可知流电的图象如图所示，由图可知()A在在A、C时刻线圈处于中性面位置时刻线圈处于中性面位置B在在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零时刻穿过线圈的磁通量为零C在在A时刻到时刻到D时刻线圈转过的角度为时刻线圈转过的角度为D若从若从0时刻到时刻到D时刻经过时刻经过0.02s，则在，则在1s内交变电流的方向改变内交变电流的方向改变100次次中性中性面时面时磁通量最大磁通量最大 感应电动势为零感应电动势为零 感应电流为零感应电流为零 中中性性面面的的垂垂面面磁通量为零磁通量为零 磁通量的变化率最大
8、磁通量的变化率最大 感应电动势最大感应电动势最大 感应电流最大感应电流最大 T T0.02s0.02s，则在，则在1s1s内交变电流内交变电流的方向改变的方向改变1 1/ /0 0. .022022100100次次一一只矩形线圈在匀强磁场中只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴绕垂直于磁感线的轴匀速转匀速转动动，穿过线圈的磁通量随时，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，间变化的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是()At0时刻，线圈平面与中时刻，线圈平面与中性面垂直性面垂直Bt0.01 s时刻，时刻，的变化的变化率最大率最大Ct0.02 s时刻，交变电动时刻，交变
9、电动势达到最大势达到最大D该线圈产生的相应交变该线圈产生的相应交变电动势的图象如图乙所示电动势的图象如图乙所示磁通量磁通量最大处于最大处于中性面中性面 磁通量为磁通量为零变化零变化率最大率最大 处于处于中性面磁通量最大中性面磁通量最大变化变化率为率为零电动势零电动势为零为零2 2原理简图原理简图截面图截面图 推导推导经过经过时间时间t,线框切线框切割磁感线时割磁感线时产产生的生的电动势电动势？(设从中性面开设从中性面开始转动，始转动，角速角速度为度为，边长，边长加下标表示）加下标表示）三、三、交变电流的变化规律交变电流的变化规律 则有则有 e e为电动势在时刻为电动势在时刻t t的瞬时值，的瞬
10、时值，E Em m为电动势的最大值（峰值）为电动势的最大值（峰值）三、三、交变电流的变化规律交变电流的变化规律 以线圈经过以线圈经过中性面开始计时中性面开始计时，在时刻，在时刻t t线圈中的感应线圈中的感应电动势（电动势（abab和和cdcd边切割磁感线边切割磁感线, ,abab和和cdcd为为L L1 1,bc,bc和和adad为为L L2 2）特别提醒：特别提醒：(1) 瞬时值瞬时值表达式与开始计时的位置有关表达式与开始计时的位置有关 若线圈从中性面开始计时，若线圈从中性面开始计时，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，eEmcos
11、t.(2) 峰峰值值与与开开始始计计时时的的位位置置及及线线圈圈转转动动的的时时间间无无关，与线圈形状无关，与转轴的位置无关关，与线圈形状无关，与转轴的位置无关 瞬时电动势瞬时电动势瞬时电流瞬时电流你能根据公式作出电流随时间变化的图象吗？你能根据公式作出电流随时间变化的图象吗？三、三、交变电流的变化规律交变电流的变化规律 成立条件成立条件：转轴垂直匀强磁场，经转轴垂直匀强磁场，经中性面中性面时开始计时时开始计时et0Em-Emit0 0Im-Im四、交流电的图像四、交流电的图像 e=Emsint (从中性面开始计时从中性面开始计时)四、交变电流的图象四、交变电流的图象(1)(1)正弦交流电正弦
12、交流电(2)(2)示波器中的锯齿波扫描电压示波器中的锯齿波扫描电压(3)(3)电子计算机中的矩形脉冲电子计算机中的矩形脉冲(4)(4)激光通信中的尖脉冲激光通信中的尖脉冲1、电动势按正弦规律变化、电动势按正弦规律变化2 2、电流按正弦规律变化、电流按正弦规律变化 3 3、电压按正弦规律变化、电压按正弦规律变化 电流电流i通过通过R时：时： 三、交变电流的变化规律三、交变电流的变化规律成立条件成立条件：转轴垂直匀强磁场，经转轴垂直匀强磁场，经中性面中性面时开始计时时开始计时题型题型3交变电流的变化规律交变电流的变化规律v答案：(1)e314sin100t(V)(2)200Vv点评：要理解平均电动势既不是最大电动势值的一半，也不是等于历时一半时间的瞬时电动势，必须由法拉第电磁感应定律求解。
