高二物理 交变电流 ppt

5.1 交 变 电 流2008年2月20日 星期三《交变电流的产生和变化规律》教学目标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。 2、理解交变电流产生的过程：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于 磁场的轴转动。匀速转动时产生正弦式交变电流。能画出四幅过 程图。（重点） 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 u=UmsinωtIm=Em/R叫电流的最大值（峰值） Um=ImR叫电压的最大值（峰值）电流通过R时： u ? iR，U m ? I m R.教学器材? ? ? ? ? DIS数字传感器 教学用发电机、二极管两只 示波器 直流电源（或干电池） 交流电产生flash课件直流电(DC) 电流方向不随时间而改变一、交变电流(AC)? 1.交变电流(AC)定义:大小和方向都随时间做周期性变化的 电流.（DIS、示波器、课件演示） ? 2.交变电流的种类 ? （1）正弦式交流电 ? （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交流发电 机模型的 原理简图二、交变电流的产生矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的 轴匀速转动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.(学生画）问题：各环节电流方向？电流最大最小的位置？大致画出i-t图 像？线圈转动一周，电流方向改变多少次？中性面中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面． （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． （3）线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感 应电动势最大E=2nBLv。三．交变电流的变化规律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 ? 2 NBL1v sin ?t∴e ? NB?L1L2 sin ?t令Em ? NB?L1 L2=NB SωL2 又v ? ? 2则有 e ? Em sin ?te为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值）NB Sω（1）电动势按正弦规律变化e ? Em sin ?t? 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性 面时开始计时，匀速转动．（2

）电流按正弦规律变化i ? I m sin ?t（3）电路上的电压按正弦规 律变化u ? U m sin ?t电流 i ? I m sin ?t 通过R时：u ? iR，U m ? I m R.《交变电流的产生和变化规律》教学小结1、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。 2、交变电流产生的过程：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场 的轴转动。匀速转动时产生正弦式交变电流。能画出四幅过程图。 （重点） 3、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 u=UmsinωtIm=Em/R叫电流的最大值（峰值） Um=ImR叫电压的最大值（峰值）u 电流通过R时： ? iR，U m ? I m R.１、交变电流： 大小 和 方向 都随时间 做 周期性变化 的电流叫做交变电流． 电压和电流随时间按 变化的 正弦规律 交流电叫正弦交流电． 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，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 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 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 ．两次４、线圈从中性面开始转动，角速度是，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 为e= Emsinω t．若线圈电阻为Ｒ，则 感 应 电 流 的 瞬 时 值 Ｉi= (Em/R)· sinω t ． eEm0t-Em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 ω 圈从图示位置转过180度时间 内的平均感应电动势。. .E .平均 =S 2NB ω/π交流发电机简介５、交流发电机有两种，即 旋转磁极式和 旋转电枢式．其中转动的部分叫，转子 不动的部分叫由机带动．、．发电机转子是 定子 蒸汽轮机 或其它动力 水轮机