物理：5.1《交变电流》课件(新人教版选修3-2)

高二物理 课件

第五章 交变电流

第 1节

交变电流

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一、直流电与交流电 直流电(Direct Current , DC) 直流电( 直流电 电流方向不随时间而改变. 电流方向不随时间而改变. 交变电流(alternating current ,AC) 交变电流( 交变电流 大小和方向都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.

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二、交变电流的产生

矩形线圈在匀强磁场中绕垂直 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直 于磁场的轴匀速转动. 于磁场的轴匀速转动.

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B A C D A B D C

甲C D B A

乙C D A B

丙

丁

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为了能更方便地说明问题， 为了能更方便地说明问题，我们将立 体图转化为平面图来分析B A C D

A

B D

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A

D

B

中性面:线圈平面与磁感线垂直的位置. 中性面:线圈平面与磁感线垂直的位置. 特点：线圈经过中性面时， 最大， 特点：线圈经过中性面时，Φ最大，但线圈 中的电动势为 电动势为0. 中的电动势为0.

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V

AV

D

B

线圈与磁场平行时 最小，但线圈中的电动势最大 电动势最大. Φ最小，但线圈中的电动势最大.

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三.交变电流的变化规律 在匀强磁场B 矩形线圈AB AB边长为 在匀强磁场B中，矩形线圈AB边长为 BC边长为 边长为L L1,BC边长为L2,逆时针绕垂直于磁场 的轴匀速转动，角速度为ω 的轴匀速转动，角速度为ω,从中性面 开始计时，经时间t 开始计时，经时间t,线圈中的感应电动 势是多少？ 势是多少？ BA C D

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A

θV

V1

V

D

V2

B

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思考与讨论B A C D

线圈转动一周，多少次经过中性面? 线圈转动一周，多少次经过中性面? 电流方向改变多少次? 电流方向改变多少次?

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交变电流的变化规律 (1)电动势按正弦规律变化 e = Em sin ω t(2)电流按正弦规律变化

i = Im sin ω t

电流 i = Im si ω 通过R时： n t

u = iR, Um = ImR.

t (3)电路上的电压按正弦规律变化 u =Um sin ω成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时

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e Em 0 -Em i Im 0 -Im

交流电的图像

t

t

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五、交变电流的种类 (1)正弦交流电 (1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (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 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲

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课堂练习1、交变电流： 大小 和 方向 都随时间做 交变电流： 的电流叫做交变电流. 周期性变化 的电流叫做交变电流.电压和电流随 时间按 正弦规律 变化的交流电叫正弦交流电 交流电的产生： 2、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕 垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时， 垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会 产生 感应电流 . 3、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都 当线圈平面垂直于磁感线时，

不切割磁感线，线圈中没有感应电流， 不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置 线圈平面每经过中性面一次， 叫做 中性面 .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， 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 两次 .

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课堂练习4、线圈从中性面开始转动，角速度是ω,线圈 线圈从中性面开始转动，角速度是ω 中的感应电动势的峰值是E 那么在任一时刻t 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 应电动势的瞬时值e为 e=Emsinωt .若线圈电 阻为R,则感应电流的瞬时值I R,则感应电流的瞬时值 阻为R,则感应电流的瞬时值I /R)· 为 i=(Em/R)·sinωt.e Em 0

t

-Em

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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,正确的是( C ) 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 e 绝对值最小 Em

0 -Em

t1

t2

t3

t4

t