人教版高二物理选修3-2交变电流.ppt
- 文档编号:2689751
- 上传时间:2022-11-07
- 格式:PPT
- 页数:39
- 大小:1.55MB
人教版高二物理选修3-2交变电流.ppt
《人教版高二物理选修3-2交变电流.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《人教版高二物理选修3-2交变电流.ppt(39页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
一、交变电流穿穿过过闭闭合合电电路路的的磁磁通通量量发发生生变变化化时时,产产生生感感应应电电流流,而而磁磁通通量量变变化化的的方方式式不不同同,产产生生的的感感应应电电流流也也不不同同,感感应应电电流流可可以以是是恒恒定定的的,可可以以是是变变化化的的,可可以以是是周周期期性性变变化化的的,本本节节我我们们将将研研究究一一种种十十分分重重要要的的周周期期性性变变化化的电流的电流正弦式交变电流正弦式交变电流直流电:
电流方向不随时间而改变若电流若电流大小、方向大小、方向都不变则是以前所说过的都不变则是以前所说过的恒定电流恒定电流(也属直流电)(也属直流电)一、交变电流的产生一、交变电流的产生按下图所示进行实验演示按下图所示进行实验演示实验现象:
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,指针左右摆动一次一、交变电流一、交变电流11交变电流交变电流:
方向随时间作周期变化的电流,叫:
方向随时间作周期变化的电流,叫做交变电流,简称做交变电流,简称交流交流注注:
可是大小和方向都周期性变;也可以是大:
可是大小和方向都周期性变;也可以是大小不变,方向周期性变。
小不变,方向周期性变。
22直流电直流电:
电流电流方向方向不随时间而改变不随时间而改变若电流若电流大小、方向大小、方向都不变则是以前所说过的都不变则是以前所说过的恒恒定电流定电流(也属直流电)(也属直流电)二、交变电流的产生二、交变电流的产生设正方形线圈的边长为L,在匀强磁场B中绕垂直于磁场的对称轴以角速度匀速转动,如图(P32页5.3-3)所示,ab和cd边垂直于纸面,转轴为O11、线圈转动一周,电流方向改变多少次?
、线圈转动一周,电流方向改变多少次?
22、线圈转到什么位置时磁通量最大?
这时、线圈转到什么位置时磁通量最大?
这时感应电动势是最大还是最小?
感应电动势是最大还是最小?
33、线圈转到什么位置时磁通量最小?
这时、线圈转到什么位置时磁通量最小?
这时感应电动势是最大还是最小?
感应电动势是最大还是最小?
为了能更方便地说明问题,我们将立体图转化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为平面图来分析.BS,最大,各边不切割磁感应线,无感应电流中性面(甲甲)BSBS,最大,各边不切割磁感应线,无感应电流最大,各边不切割磁感应线,无感应电流中性面中性面E=0,I=0E=0,I=0,有最大值有最大值BS,=0,a(b)d(c)垂直切割,感应电流最大BS,=0,a(b)d(c)垂直切割,)垂直切割,E最大最大,感应电流最大感应电流最大,电流电流方向方向ba(乙乙)BS,最大,各边不切割磁感应线,无感应电流中性面BSBS,最大,各边不切割磁感应线,无感应电流最大,各边不切割磁感应线,无感应电流中性面中性面(丙丙)E=0,I=0,有最大值有最大值BS,=0,垂直切割,感应电流最大BS,=0,垂直切割,垂直切割,E最大最大,感应电流最大感应电流最大,电流电流方向方向ab特点:
特点:
a.a.磁通量磁通量为为00b.Eb.E最大,磁通量的变化率最大,磁通量的变化率/tt最大最大返回(11)()(甲甲)(丙)中性面(线圈与磁感线垂直的平面)(丙)中性面(线圈与磁感线垂直的平面)(22)(乙)(丁)乙)(丁)最大值面(线圈垂直中性面)最大值面(线圈垂直中性面)a.a.磁通量磁通量最大最大b.Eb.E00,磁通量的变化率,磁通量的变化率/tt为零为零c.c.当线圈转至中性面时,电流方向发生改变当线圈转至中性面时,电流方向发生改变d.d.线圈转动一周电流方向改变两次线圈转动一周电流方向改变两次以以线线圈圈经经过过中中性性面面开开始始计计时时,在在时时刻刻t线线圈圈中中的感应电动势(的感应电动势(ab和和cd边切割磁感线边切割磁感线)所以令则有e为电动势在时刻为电动势在时刻t的瞬时值,的瞬时值,Em为电动势的最大值即为电动势的最大值即峰值峰值=BS三、交变电流的变化规律三、交变电流的变化规律EmNBS(多砸)(多砸)设线圈平面从中性面开设线圈平面从中性面开始转动,角速度是始转动,角速度是经经过时间过时间tt,线圈转过的角,线圈转过的角度是度是tt,cdcd边的线速度边的线速度vv的方向跟磁感线方向间的的方向跟磁感线方向间的夹角也等于夹角也等于ttabab、cdcd宽宽LL11,adad、bcbc长长LL22,磁磁感应强度是感应强度是B.B.cdcd边中的感应电动势就是边中的感应电动势就是abab边中的感应电动势跟边中的感应电动势跟cdcd边中的大小相同,边中的大小相同,而且两边又是串联的而且两边又是串联的所以,这一瞬间整个线圈感应电动势所以,这一瞬间整个线圈感应电动势tBL1L2tL2BL1BL1Vecdwwwwsin21sin2=成成立立条条件件:
转转轴轴垂垂直直匀匀强强磁磁场场,经经中中性性面面时开始计时时开始计时(11)电动势按正弦规律变化)电动势按正弦规律变化(22)电流按正弦规律变化)电流按正弦规律变化(33)电路上的电压按正弦规律变化电路上的电压按正弦规律变化电流通过电流通过R时:
时:
小结小结22、交变电流的变化规律、交变电流的变化规律e=nBssint=Emsint(从中性面开始计时从中性面开始计时)e=nBscost=Emcost(从从BS开始计时开始计时)i=(nBs/R)sint=Imsint(从中性面开始计时从中性面开始计时)i=(nBs/R)cost=Imcost(从从从从BS开始计时开始计时)u=Umsint(从中性面开始计时从中性面开始计时)u=Umcost(从从从从BS开始计时开始计时)
(1)
(1)感应电动势感应电动势:
(2)感应电流感应电流:
(3)外电路电阻两端的电压外电路电阻两端的电压:
1.建立交流电的瞬时方程必须首先确定建立交流电的瞬时方程必须首先确定Em、,同时注意起始位置(是从中性面开始是正弦,同时注意起始位置(是从中性面开始是正弦曲线,曲线,e=Emsint;从垂直中性面开始是余弦曲从垂直中性面开始是余弦曲线,线,e=Emcost).2.由由Em=N2BL1v=NBL1L2=NBS=Nm可可知,峰值知,峰值Em与线圈的面积有关。
而与垂直于磁与线圈的面积有关。
而与垂直于磁场方向的转动轴的位置无关,与线圈的形状也场方向的转动轴的位置无关,与线圈的形状也无关。
无关。
3.转速对交变电流的影响:
由转速对交变电流的影响:
由e=NBSsint可可知,当转速增大时,角速度也增大,使得感应知,当转速增大时,角速度也增大,使得感应电动势随之增大,同时交变电流的变化也加快。
电动势随之增大,同时交变电流的变化也加快。
注意:
注意:
交流电的图像交流电的图像33、交变电流的种类、交变电流的种类
(1)
(1)正弦交流电正弦交流电
(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交流发电机交流发电机发电机的基本组成发电机的基本组成?
发电机的基本种类发电机的基本种类?
交流发电机简介
(1)发电机的基本组成:
)发电机的基本组成:
用来产生感应电动势的线圈(叫电枢)用来产生感应电动势的线圈(叫电枢)用来产生磁场的磁极用来产生磁场的磁极
(2)发电机的基本种类)发电机的基本种类旋转电枢式发电机(电枢动磁极不动)旋转电枢式发电机(电枢动磁极不动)旋转磁极式发电机(磁极动电枢不动)旋转磁极式发电机(磁极动电枢不动)无论哪种发电机,转动的部分叫无论哪种发电机,转动的部分叫转子转子,不动的部分叫,不动的部分叫定子定子总结:
总结:
1.交变电流交变电流:
大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
:
大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
2.交变电流的变化规律:
交变电流的变化规律:
方向变化规律方向变化规律-线圈平面每经过中性面一次,感应线圈平面每经过中性面一次,感应电电流的方向就改变一次;线圈转动一周,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。
感应电流的方向改变两次。
大小变化规律大小变化规律-按正弦规律变化:
按正弦规律变化:
e=EmsintEm=NBS叫电动势的最大值叫电动势的最大值i=ImsintIm=Em/R叫电流的最大值叫电流的最大值u=UmsintUm=ImR叫电压的最大值叫电压的最大值11在如图所示的几种电流随时间变化的图线中,属于在如图所示的几种电流随时间变化的图线中,属于交变电流的是交变电流的是,属于正弦交变电流的是,属于正弦交变电流的是。
tiABCDABDA22一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内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:
律如图所示,下面说法中正确的是:
A.A.tt11时刻通过线圈的磁通量为零;时刻通过线圈的磁通量为零;B.B.tt22时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大;时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大;C.C.tt33时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大;时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大;D.D.每当每当ee变换方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都变换方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。
为最大。
答案:
答案:
D3.交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=EmSint,如果转子的转速n提高一倍,其它条件不变,则电动势的变化规律将变化为:
A。
e=EmSin2tB.e=2EmSin2tC.e=2EmSin4tD.e=2EmSint答案B、线线圈圈从从中中性性面面开开始始转转动动,角角速速度度是是,线线圈圈中中的的感感应应电电动动势势的的峰峰值值是是EEmm,那那么么在在任任一一时时刻刻tt感感应应电电动动势势的的瞬瞬时时值值ee为为若若线线圈圈电电阻阻为为,则则感感应应电电流流的的瞬瞬时时值值为为0Eme-Emte=EEmmsintsinti=EEmm/(R/(Rsint)sint)5.影响产生感应电动势大小的因素可能是(影响产生感应电动势大小的因素可能是()A.线圈的面积线圈的面积B.线圈的转速线圈的转速C.磁场强弱磁场强弱D.线圈电阻线圈电阻ABC6.6.一台发电机一台发电机(N(N砸砸)产生的按正弦规律变化的感应电动势产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为的最大值为311V311V,线圈在磁场中转动的角速度是,线圈在磁场中转动的角速度是100rad/s100rad/s。
(11)写出感应电动势的瞬时值表达式。
)写出感应电动势的瞬时值表达式。
(22)若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路,电路的)若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路,电路的总电阻为总电阻为100100,试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式、,试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式、在在t=1/120st=1/120s时电流强度的瞬时值为多少?
时电流强度的瞬时值为多少?
(33)线圈从中性面转过)线圈从中性面转过180180度的过程中,电动势的最大值、度的过程中,电动势的最大值、平均值分别是多少?
平均值分别是多少?
(44)转动过程中磁通量的变化率最大值是多少?
)转动过程中磁通量的变化率最大值是多少?
答案答案(11)e=311Sin100t(V)e=311Sin100t(V)(22)I=3.11SinI=3.11Sin(1001001/1201/120)=3.11=3.111/2=1.551/2=1.55(AA)(33)EEmm=311VE=N/t=2NBS/198V=311VE=N/t=2NBS/198V(44)/t=311/N/t=311/N(Wb/sWb/s)7、手摇发电机转动时,小灯泡为何一闪一闪的呢?
、手摇发电机转动时,小灯泡为何一闪一闪的呢?
分
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 人教版高二 物理 选修 电流
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)