人教版 (2019)选择性必修 第二册1 交变电流课文课件ppt

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册1 交变电流课文课件ppt，共38页。PPT课件主要包含了交变电流的概念，交流发电机模型，交变电流的产生，做一做，过程分析，B⊥S，Φ最大，中性面，B∥S，E最大等内容，欢迎下载使用。
方向不随时间变化的电流
大小和方向都随时间做周期性变化的电流
交变电流可以变成直流！
交变电流是如何产生的呢？
1、线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
（1）在线圈转动的过程中,那些边会产生感应电动势？
ab边 cd边
（2）怎样将立体图转化为平面图？
（3）在线圈由甲转到乙的过程中,AB边中电流向哪个方向流动？ 丙转到丁呢？
（4）线圈转到什么位置,电流最小（没有电流）？ 线圈转到什么位置,电流最大？
垂直磁场方向的平面叫做中性面.
线圈经过中性面时,Φ最大,但线圈中的电动势为零
判断此位置有没有感应电流,方向怎么样？
线圈与磁场平行时,Φ最小,但线圈中的电动势最大
线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流； 转到乙、丁位置时线圈中电流最大！
线圈转动一周,多少次经过中性面?电流方向改变多少次?
1.中性面：垂直磁场方向的平面．（1）线圈经过中性面时,穿过线圈的磁通量最大φ=BS,但△φ/△t =0最小,（ ab和cd边都不切割磁感线）,线圈中的感应电动势为零．（2）线圈经过中性面时,电流将改变方向,线圈转动一周,两次经过中性面,电流方向改变两次．2.线圈平行与磁感线时,φ=0,△φ/△t最大,感应电动势最大.
以线圈经过中性面开始计时,切割边L1,另一边L2,推导任意时刻t线圈中的感应电动势（演示 ）
e为电动势在时刻t的瞬时值,Em为电动势的最大值（峰值）NBSω
三、交变电流的变化规律
1、电动势按正弦规律变化
2、电流按正弦规律变化
3、电压按正弦规律变化
成立条件：转轴垂直匀强磁场,经中性面时开始计时
(2)示波器中的锯齿波扫描电压
(3)电子计算机中的矩形脉冲
(4)激光通信中的尖脉冲
２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速旋转时,线圈中就产生　　　　　 ．
１、交变电流：　　　和 　都随时间做 的电流叫做交变电流．电压和电流随时间按　　　变化的交流电叫正弦交流电
３、当线圈平面垂直于磁感线时,线圈各边都不切割磁感线,线圈中没有感应电流,这样的位置叫做　　　　．线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,因此线圈转动一周,感应电流方向改变　　　　．
４、线圈从中性面开始转动,角速度是ω,线圈中的感应电动势的峰值是Em,那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为　　　　　　．若电路总电阻为Ｒ,则感应电流的瞬时值Ｉ为　 　　　 ．
i=(Em/R)·sinωt
1、组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极 2、种类 ①旋转电枢式发电机 ②旋转磁极式发电机转动的部分叫转子,不动的部分叫定子
５、交流发电机有两种,即　　　　　　、　　　　．其中转动的部分叫　　　,不动的部分叫　　　．发电机转子是由　　　　、　　　　　或其它动力机带动
6、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,下面说法中正确的是A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大D.每当e变换方向时,通过线圈的磁通量绝对值最小
1、知道交变电流定义（AC）：大小和方向都随时间作周期性变化的电流.方向不随时间变化的电流为直流电（DC）.辨析电流图.
3、推导和理解交变电流的变化规律：（重难点）（1）方向变化规律----线圈平面每经过中性面一次,感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周,感应电流的方向改变两次. φ 最大,△φ/△t =0最小,感应电动势最小E=0
（2）大小变化规律----按正弦规律变化：（能画出瞬时线速度分解图） e=Emsinωt Em=NBSω叫电动势的最大值（峰值） i=Imsinωt Im=Em/R+r 叫电流的最大值（峰值） u=Umsinωt Um=ImR 叫电压的最大值（峰值）
2、理解交变电流产生的过程：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动产生正弦式交变电流.能画出四幅过程图. 垂直磁场方向的平面叫做中性面. （重点）
1．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中,属于交变电流的是 ,属于正弦交变电流的是 .
2 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( )：
T1时刻通过线圈的磁通量为零；T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；每当e变换方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都为最大.
1. 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动.设线圈ab边长为20cm,ad边长为10cm,磁感应强度 B=0.01T,线圈的转速n=50r/s,求：电动势的最大值及对应的线圈位置.
0.0628V 线圈平面与磁场方向平行.
2. 如图所示：匝数为N、面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中匀速转动,角速度为ω,求线圈从图示位置转过180度时间内的平均感应电动势.
一台发电机在产生正弦式电流.如果发电机电动势的峰值为Em=400V,线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s,试写出电动势瞬时值的表达式.如果这个发电机的外电路只有电阻元件,总电阻为2000Ω,电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式.
e=EmsinWt=400sin314t
电动势瞬时值的表达式为：
Im=Em/R=400÷2000=0.2A
电流瞬时值的表达式为：
i=ImsinWt=2sin314t
4、 一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V,线圈在磁场中转动的角速度100πrad/s. （1）写出感应电动势的瞬时值表达式. （2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路,电路的 总电阻为100Ω,试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式,在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？
（3）线圈从中性面转过180度的过程中,电动势的最大值、平均值分别是多少？（4）转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？
答案（1）e=311Sin100πt （2）I=3.11Sin（100π*1/120）=3.11*1/2=1.55（A）
（3）E m=311V E=NΔφ/Δt=2NBSω/π≈198V（4）Δφ/Δt=311/N（Wb/s）
(甲)
E I ,电流方向： .
E , I , Φ .
E I ,电流方向： .
E , I , Φ .