课件-高二物理-5.1交变电流

例3、如图，匀强磁场的磁感应强度B=2 T，匝数n=6的 矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动，转速n=50 r/s。 已知 ab=0.1 m，bc=0.2 m，线圈的总电阻R=12Ω，试
求： （1）线圈中感应电动势和感应电流的最大值；
（2）若从中性面开始计时，写出电动势瞬时值表达式
（3） 当ωt=30°时，线圈中感应电动势和感应电流的瞬 时值各是多大？
2、过程分析
（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
A(B)
A(B)
D(C)
D(C)
（2）、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪
个方向流动？
由B→A
D(C) B
D(C)
A(B)
B A(B)
（3）、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪
个方向流动？
由A→B
在线圈的转动过程中，穿过线圈的磁通量、线 圈中的感应电动势、感应电流有什么特点？
D(C)
①线圈经过中性面时，感应电动势为零，感应电 流为零。
②线圈每经过中性面一次，交流电方向改变一次，
线圈每转动一周（交流电的一个周期） ，两次经
过中性面，交流电的方向改变两次。
2.线圈平行与磁感线时，φ=0, φ最大，感应电
动势最大。
t
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
例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
A B ，D 属于正弦交变电流的
是
。A
i
t
A
B
C
D
问题：交变电流是如何产生的呢？
做一做
二、交变电流的产生（交流发电机）
1、发电机的基本构造 线圈：转轴垂直于磁场方向 磁极：磁极间形成匀强
磁场
为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线 圈里能产生交变电流？
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
u
Um
0
t
-Um
i
Im
0
t
-Im
五、交变电流的种类
(1)正弦交流电 (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
例2、线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图
象如图所示，由图示可知（ ACD ）
A、在A和C时刻线圈处于磁通量变化率最大位置 B、在A和C时刻穿过线圈的磁通量为最大 C、在B时刻到D时刻线圈转过的角度为π弧度 D、若从B时刻到D时刻经过0.01s，则在1s内交变电 流的方向改变100次
A(B)
D(C)
A(B)
D(C) B
D(C)
A(B)
D(C)
A(B)
B
(4)、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么
位置时线圈中线电圈流经最过大甲？、
线转到圈乙转、到丁甲位、丙 流置丙位方时位变置向线置。时发圈时，生中线电改电圈流中最没大有！电流；
A(B)
两个特殊的位置
1.中性面：垂直磁场方 向的平面．
1、电动势按正弦规律变化
E nBS max
e Em sin t
2、电流按正弦规律变化 i Im sin t
3、电压按正弦规律变化 u Um sin t
电流i通过R时： u iR，Um ImR.
成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时
四、交流电的图像
e
Em
o
(1)、Em 24 (V ); Im 2 (A) a
(2)、e 24Sin100t
b
(3)、e 12 (V );i (A)
O
d B
c
O/
六、交流发电机
第五章 交变电流
1 交变电流
孝昌一中高二物理组 2015年12月21日
一、交变电流的概念
i 1、直流电流(DC)
方向不随时间变化的电流
0
t
i
恒定直流
0
t
脉
动 直 流
半波整流 i
0
t
全波整流
2、交变电流(AC) 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！ 直流电流也可以交变直流！
边L2,推导任意时刻t线圈中的感应电动势
e 2NBL1vsin t
t=0
又v L2
2
v11
D(C)
θ
∴ e NBL1L2 sin t
v v⊥
B
令Em NBL1L2=NBSω
A(B)
则有 e Em sin t
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