3.2 交变电流是怎样产生的 课件-2020-2021学年高二下学期物理鲁科版选修3-2
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▪ 设矩形线圈的ab边
长 为 L1 ， ad 边 长 为 L2 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
图所示，ab和cd边垂
直于纸面，转轴为
O．
▪ 以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈 中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线 ）
所以
令
则有
注意：与线圈的形状、转轴的位置无关。
e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值．
3.转速对交变电流的影响：由e=NBSωsinωt可 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。
交流电的图像
b
a
d
kA
L
B
c
c
d
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
a
d
kA
L
B
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。
交变电流的产生原理
b
cNo
a dImage
没有边切割磁感应线
特点:B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
交变电流的产生原理
c
b a
a（b）、d（c）边垂 直切割磁感应线，
特点:B∥S，φ=0，E最大，I最 大，感应电流方向a到b
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.
3.交变电流的变化规律
最大 0
（1）
t
特 点
感 0 I感 0
（2）每经过中性面一次，
方向就改变一次。
交变电流的产生原理
c
b
d
a
没有边切割磁感应线
特点: B⊥S， Φ最大，
E=0 , I=0 中性面
交变电流的产生原理
ab
c
d
a（b）、d（c）边 垂直切割磁感应线，
特点:B∥S，φ=0，E最大，I最 大，感应电流方向b到a
为最大。
答案： D
3. 交流发电机工作时的电动势的变化规律为 e=EmSinωt，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=EmSin2ωt C. e=2EmSin4ωt
B. e=2EmSin2ωt D. e=2EmSinωt
答 案
B
不论哪一种发电机，转动的部分叫转子，固定 不动的部分叫定子。
2.交流发电机的产生原理
由法拉第电磁感应定律可知：只要穿过闭合 回路的磁通量发生变化，就可以产生感应电 动势和感应电流。
怎样能使穿过闭合回路的磁通量发生变化
让闭合导体与磁极做相对运动
▪ 如何实现电流大小和方向都改变
滑环
电刷
中性面
线框平面与磁感线垂直位置。
i
t
A
B
C
D
2 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 规律如图所示，下面说法中正确的是：
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变化率的绝对值最大； D. 每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都
1.建立交流电的瞬时方程必须首先确定Em、ω， 同时注意起始位置（是从中性面开始是正弦曲 线，e=Emsinωt;从垂直中性面开始是余弦曲线， e=Emcosωt）.
2.由Em=N·2BL1v=NBL1L2ω=NBSω=NΦmω可 知，峰值Em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 无关。
1.交流发电机
交流发电机的组成
交流发电机主要由线圈（电枢）和磁极组成， 磁极有的使用永久磁铁，有的使用电磁铁。用 电磁铁做磁极的发电机叫做励磁发电机
交流发电机的分类
磁极固定不动，让电枢在磁极中旋转，这种 电动机称为旋转电枢式发电机。反之，电枢 不动，让磁极在电枢中旋转，称为旋转磁极 式发电机。
交变电流的变化规律
（1）电动势按正弦规律变化 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面 开始计时．
（2）电流按正弦规律变化
（3）电路上的电压按正弦规律变化
电流
通过R时：
(1)感应电动势:
e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时) (2)感应电流: i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时) i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从从B∥S开始计时) (3)外电路电阻两端的电压: u=Umsinωt(从中性面开始计时) u=Umcosωt(从从B∥S开始计时)
长 为 L1 ， ad 边 长 为 L2 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
图所示，ab和cd边垂
直于纸面，转轴为
O．
▪ 以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈 中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线 ）
所以
令
则有
注意：与线圈的形状、转轴的位置无关。
e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值．
3.转速对交变电流的影响：由e=NBSωsinωt可 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。
交流电的图像
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K L
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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。
交变电流的产生原理
b
cNo
a dImage
没有边切割磁感应线
特点:B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
交变电流的产生原理
c
b a
a（b）、d（c）边垂 直切割磁感应线，
特点:B∥S，φ=0，E最大，I最 大，感应电流方向a到b
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.
3.交变电流的变化规律
最大 0
（1）
t
特 点
感 0 I感 0
（2）每经过中性面一次，
方向就改变一次。
交变电流的产生原理
c
b
d
a
没有边切割磁感应线
特点: B⊥S， Φ最大，
E=0 , I=0 中性面
交变电流的产生原理
ab
c
d
a（b）、d（c）边 垂直切割磁感应线，
特点:B∥S，φ=0，E最大，I最 大，感应电流方向b到a
为最大。
答案： D
3. 交流发电机工作时的电动势的变化规律为 e=EmSinωt，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=EmSin2ωt C. e=2EmSin4ωt
B. e=2EmSin2ωt D. e=2EmSinωt
答 案
B
不论哪一种发电机，转动的部分叫转子，固定 不动的部分叫定子。
2.交流发电机的产生原理
由法拉第电磁感应定律可知：只要穿过闭合 回路的磁通量发生变化，就可以产生感应电 动势和感应电流。
怎样能使穿过闭合回路的磁通量发生变化
让闭合导体与磁极做相对运动
▪ 如何实现电流大小和方向都改变
滑环
电刷
中性面
线框平面与磁感线垂直位置。
i
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A
B
C
D
2 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 规律如图所示，下面说法中正确的是：
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变化率的绝对值最大； D. 每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都
1.建立交流电的瞬时方程必须首先确定Em、ω， 同时注意起始位置（是从中性面开始是正弦曲 线，e=Emsinωt;从垂直中性面开始是余弦曲线， e=Emcosωt）.
2.由Em=N·2BL1v=NBL1L2ω=NBSω=NΦmω可 知，峰值Em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 无关。
1.交流发电机
交流发电机的组成
交流发电机主要由线圈（电枢）和磁极组成， 磁极有的使用永久磁铁，有的使用电磁铁。用 电磁铁做磁极的发电机叫做励磁发电机
交流发电机的分类
磁极固定不动，让电枢在磁极中旋转，这种 电动机称为旋转电枢式发电机。反之，电枢 不动，让磁极在电枢中旋转，称为旋转磁极 式发电机。
交变电流的变化规律
（1）电动势按正弦规律变化 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面 开始计时．
（2）电流按正弦规律变化
（3）电路上的电压按正弦规律变化
电流
通过R时：
(1)感应电动势:
e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时) (2)感应电流: i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计时) i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt(从从B∥S开始计时) (3)外电路电阻两端的电压: u=Umsinωt(从中性面开始计时) u=Umcosωt(从从B∥S开始计时)