《（新課標）2018-2019學年高考物理 主題三 電磁感應及其應用 3.2 交變電流 3.2.1 交變電流課件 新人教版選修3-2.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（新課標）2018-2019學年高考物理 主題三 電磁感應及其應用 3.2 交變電流 3.2.1 交變電流課件 新人教版選修3-2.ppt（34頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、3.2交變電流,3.2.1交變電流,一、交變電流 1.交變電流：大小和方向都隨時間做_________變化的電流叫做交變電流，簡稱交流(AC)。 2.直流：_______不隨時間變化的電流稱為直流(DC)，___________都不隨時間變化的電流稱為恒定電流。,周期性,方向,大小和方向,思考判斷 (1)交變電流的大小一定隨時間變化。( ) (2)大小和方向都不隨時間變化的電流才是直流電。 ( ) (3)交變電流的大小可以不變，但方向一定隨時間周期性變化。 ( ) (4)交變電流不穩(wěn)定，很容易“燒壞”家用電器。 ( ),,,,,二、交變電流的產生 1.正弦式交變電流的產生條件：

2、將閉合矩形線圈置于_______磁場中，并繞_______磁場方向的軸______轉動。如圖1所示。 圖1,勻強,垂直,勻速,2.兩個特殊位置 (1)中性面：線圈平面與磁感線______時的位置。(SB位置，如圖1中的甲、丙) 線圈處于中性面位置時，穿過線圈的______，但線圈中的電流為_____。 線圈每次經過中性面時，線圈中感應電流的方向都要改變，線圈轉動一周，感應電流的方向改變____次。 (2)垂直中性面位置(SB位置，如圖1中的乙、丁) 此時穿過線圈的為____，電流______。,垂直,最大,零,兩,零,最大,思考判斷 (1)只要線圈在磁場中轉動，就可以產生交變電流。( )

3、(2)線圈在通過中性面時磁通量最大，電流也最大。 ( ) (3)線圈在通過垂直中性面的平面時電流最大，但磁通量為零。 ( ) (4)線圈在通過中性面時電流的方向發(fā)生改變。 ( ),,,,,三、交變電流的變化規(guī)律 1.瞬時值表達式：從中性面開始計時，電動勢：e_________，電壓：u_________，電流i_________。 2.峰值：表達式中的Em、Um、Im分別為電動勢、電壓和電流可能達到的最大值，叫做峰值。 3.正弦式交變電流：按______規(guī)律變化的交變電流，簡稱正弦式電流。,Emsin t,Umsin t,Imsin t,正弦,4.其他形式的交變電流：如圖2甲所示的___

4、_____交變電流，如圖乙所示的為______交變電流。 圖2,鋸齒形,矩形,交變電流的產生,線圈繞OO軸沿逆時針方向勻速轉動，如圖3甲至丁所示。 圖3,要點歸納,1.過程分析,2.兩個特殊位置的對比,例1 (多選)如圖4所示為演示交變電流產生的裝置圖，關于這個實驗，下列說法正確的是() 圖4,精典示例,答案AC,,交變電流的變化特點 (1)線圈轉至與磁感線平行時，磁通量的變化率最大，感應電動勢最大，故線圈每轉一周，電動勢最大值出現(xiàn)兩次。 (2)線圈每經過中性面一次，感應電流和感應電動勢的方向都要改變一次。線圈轉動一周，兩次經過中性面，感應電動勢和感應電流的方向都改變兩次。,針對訓

5、練1 一閉合矩形線圈abcd繞垂直于磁感線的固定軸OO勻速轉動，線圈平面位于如圖5甲所示的勻強磁場中。通過線圈的磁通量隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是() 圖5,A.t1、t3時刻通過線圈的磁通量變化率最大 B.t1、t3時刻線圈中感應電流方向改變 C.t2、t4時刻線圈中磁通量最大 D.t2、t4時刻線圈中感應電動勢最小,答案B,交變電流的變化規(guī)律,1.交變電流的瞬時值表達式推導 線圈平面從中性面開始轉動，如圖6所示，則經過時間t： 圖6 (1)線圈轉過的角度為t。 (2)ab邊的線速度跟磁感線方向的夾角t。,要點歸納,2.峰值表達式,3.正弦交變電流的瞬時值表達式 (1

6、)從中性面位置開始計時 eEmsin t，iImsint，UUmsin t。 (2)從與中性面垂直的位置開始計時 eEmcost，iImcost，UUmcos t。,4.交變電流的圖象如圖7所示，從中性面開始計時 圖7,易錯提醒 (1)從不同的位置開始計時，得到的交變電流的表達式不同。 (2)感應電動勢的峰值與線圈的形狀和轉軸的位置沒有關系。如圖所示，三個不同形狀的線圈產生的交變電流的感應電動勢的峰值相同。,例2 一矩形線圈，面積是0.05 m2，共100匝，線圈電阻r2 ，外接電阻R8 ，線圈在磁感應強度B T的勻強磁場中以n300 r/min的轉速繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，如圖8所示，

7、若從中性面開始計時，求：,精典示例,圖8,解析(1)線圈轉速n300 r/min5 r/s，角速度2n10 rad/s， 線圈產生的感應電動勢最大值EmNBS50 V， 由此得到的感應電動勢瞬時值表達式為eEmsin t50sin (10t) V。,,確定正弦式電流電動勢瞬時值表達式的基本方法 (1)確定線圈轉動從哪個位置開始計時，以確定瞬時值表達式是正弦規(guī)律變化還是余弦規(guī)律變化。 (2)確定線圈轉動的角速度。 (3)確定感應電動勢的峰值EmNBS。 (4)寫出瞬時值表達式eEmsin t或eEmcos t。,針對訓練2 如圖9所示，勻強磁場磁感應強度B0.1 T，所用矩形線圈的匝數(shù)n100，

8、邊長lab0.2 m，lbc0.5 m，以角速度100 rad/s繞OO軸勻速轉動。試求：,(1)感應電動勢的峰值； (2)若從線圈平面垂直磁感線時開始計時，線圈中瞬時感應電動勢的表達式；,圖9,解析(1)由題可知：Slablbc0.20.5 m20.1 m2，感應電動勢的峰值EmnBS1000.10.1100 V100 V314 V。 (2)若從線圈平面垂直磁感線時開始計時，感應電動勢的瞬時值eEmsin t 所以e314sin (100t) V (3)若從線圈平面平行磁感線時開始計時，感應電動勢的瞬時值表達式為 eEmcos t，代入數(shù)據得e314cos (100t) V,答案(1)314

9、 V(2)e314sin (100t) V(3)157 V,1.(交變電流的產生)(多選)如圖中哪些情況線圈中產生了交變電流() 解析由交變電流的產生條件可知，軸必須垂直于磁感線，但對線圈的形狀及轉軸的位置沒有特別要求，故選項B、C、D正確。 答案BCD,2.(交變電流的變化規(guī)律)(多選)矩形線框繞垂直于勻強磁場且在線框平面內的軸勻速轉動時產生了交變電流，下列說法正確的是() A.當線框位于中性面時，線框中感應電動勢最大 B.當穿過線框的磁通量為零時，線框中的感應電動勢也為零 C.當線框經過中性面時，感應電動勢或感應電流的方向就改變一次 D.線框經過中性面時，各邊切割磁感線的速度為零,解析線

10、框位于中性面時，線框平面與磁感線垂直，穿過線框的磁通量最大，但此時切割磁感線的兩邊的速度與磁感線平行，即不切割磁感線，所以感應電動勢等于零，也即此時穿過線框的磁通量的變化率等于零，感應電動勢或感應電流的方向在此時刻改變。線框垂直于中性面時，穿過線框的磁通量為零，但切割磁感線的兩邊都是垂直切割，有效切割速度最大，所以感應電動勢最大，即此時穿過線框的磁通量的變化率最大，故選項C、D正確。 答案CD,3.(交變電流的瞬時值表達式)(多選)如圖10所示，一單匝閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸勻速轉動，轉動過程中線框中產生的感應電動勢的瞬時值為e0.5sin (20t) V，由該表達式可推知以

11、下哪些物理量() 圖10 A.勻強磁場的磁感應強度B.線框的面積 C.穿過線框的磁通量的最大值D.線框轉動的角速度,解析根據單匝閉合線圈正弦式交變電流的表達式eBSsin t，可得20 rad/s，而磁通量的最大值的表達式為BS，所以可以根據BS0.5求出磁通量的最大值。故選項B、C正確。 答案CD,4.(交變電流圖象的分析)一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖11甲所示。則下列說法正確的是() 圖11 A.t0時刻，線圈平面與中性面垂直 B.t0.01 s時刻，的變化率最大 C.t0.02 s時刻，感應電動勢達到最大 D.該線圈相應產生的感應電動勢的圖象如圖乙所示,解析t0時刻，穿過線圈的磁通量最大，線圈處于中性面的位置，選項A錯誤；t0.01 s時刻，的變化率最大，選項B正確；t0.02 s時刻，穿過線圈的磁通量最大，線圈處于中性面的位置，磁通量變化率為零，電動勢為零，選項C、D錯誤。 答案B,