高中物理选修3-2交变电流 ppt课件
合集下载
1 交变电流 秋学期高中物理选修3-2(人教版)PPT课件
答案：C
2.一闭合矩形线圈 abcd 绕垂直于磁感线的固定轴 OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中. 通过线圈的磁通量 Φ 随时间 t 的变化规律如图乙所示， 下列说法正确的是（ ）
图甲
图乙
A.t1、t3 时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B.t1、t3 时刻线圈中感应电流方向改变 C.t2、t4 时刻线圈中磁通量最大 D.t2、t4 时刻线圈中感应电动势最小 解析：从题图乙可以看出，t1、t3 时刻通过线圈的磁 通量最大，线圈经过中性面位置时线圈中感应电流方向改 变，A 错误，B 正确；t2、t4 时刻通过线圈的磁通量为零， 线圈处于与中性面垂直的位置，此时感应电动势和感应电 流均为最大，故 C、D 均错误. 答案：B
B.u＝50sin 10t V D.u＝100sin 314t V
解析：图线为正弦曲线.由图象知，Um＝50 V，ω＝2Tπ ＝02.π1 rad/s＝62.8 rad/s，故表达式 u＝50sin 62.8t V.
答案：A
拓展一 交变电流的产生
如图所示，当线圈在磁场中绕 OO′轴转动时，哪些边 切割磁感线？产生电流的大小和方向为什么会变化？线 圈转动过程中，当产生的感应电动势有最大值和最小值时 线圈分别在什么位置？
答案：CD
题后反思 1.在线圈转动过程中，磁通量最大时，磁通量变化率 恰好为零；磁通量为零时，磁通量变化率恰好最大. 2.感应电动势的大小由磁通量变化率决定，与磁通量 的大小没有直接关系.
1.如图所示为演示交变电流的装置图，关于这个实 验，正确的说法是（ ）
A.线圈每转动一周，指针左右摆动两次 B.图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C.图示位置 ab 边的感应电流方向为由 a→b D.线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
2.一闭合矩形线圈 abcd 绕垂直于磁感线的固定轴 OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中. 通过线圈的磁通量 Φ 随时间 t 的变化规律如图乙所示， 下列说法正确的是（ ）
图甲
图乙
A.t1、t3 时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B.t1、t3 时刻线圈中感应电流方向改变 C.t2、t4 时刻线圈中磁通量最大 D.t2、t4 时刻线圈中感应电动势最小 解析：从题图乙可以看出，t1、t3 时刻通过线圈的磁 通量最大，线圈经过中性面位置时线圈中感应电流方向改 变，A 错误，B 正确；t2、t4 时刻通过线圈的磁通量为零， 线圈处于与中性面垂直的位置，此时感应电动势和感应电 流均为最大，故 C、D 均错误. 答案：B
B.u＝50sin 10t V D.u＝100sin 314t V
解析：图线为正弦曲线.由图象知，Um＝50 V，ω＝2Tπ ＝02.π1 rad/s＝62.8 rad/s，故表达式 u＝50sin 62.8t V.
答案：A
拓展一 交变电流的产生
如图所示，当线圈在磁场中绕 OO′轴转动时，哪些边 切割磁感线？产生电流的大小和方向为什么会变化？线 圈转动过程中，当产生的感应电动势有最大值和最小值时 线圈分别在什么位置？
答案：CD
题后反思 1.在线圈转动过程中，磁通量最大时，磁通量变化率 恰好为零；磁通量为零时，磁通量变化率恰好最大. 2.感应电动势的大小由磁通量变化率决定，与磁通量 的大小没有直接关系.
1.如图所示为演示交变电流的装置图，关于这个实 验，正确的说法是（ ）
A.线圈每转动一周，指针左右摆动两次 B.图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C.图示位置 ab 边的感应电流方向为由 a→b D.线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
高二物理三相交变电流2(PPT)3-2
5.1 三相交流电的产生
5.1.1 三相交流电产生
三相交流电由三相交流发电机产生，其过程与单相交流电基本相似。图5-1-1（） 是一台最简单的三相交流发电机的示意图。和单相交流发电机一样，它由定子 （磁极）和转子（电枢）组成。发电机的转子绕组有U1—U2，V1—V2，W1— W2三个，每一个绕组称为一相，各相绕组匝数相等、结构相同，它们的始端 （U1、V1、W1）在空间位置上彼此相差120°。当转子以角速度逆时针方向旋 转时，就会在三相绕组中输出对称的三相电动势。 。
5.1.2 对称三相正弦交流电的相序
对称三相正弦量到达正的或负的最 大值（或零值）的先后次序，称为 三相交流电的相序，习惯上，选用 U相正弦量作参考，V相滞后U相 120°，W相又滞后V相120°，它 们的相序为U—V—W，称为正序；
反之则为负序。
如M足够大时便产生一个附体的圆锥形的激波面(图c )。气流通过圆锥激波的变化与平面斜激波是一样的。所不同的是气流经过圆锥激波的突变之后还要继续 改变指向，速度继续减小，最后才渐近地趋于与物面的斜角一致。也就是说，气流在激波上指向折转不够，所以当半顶角相同时，圆锥所产生的圆锥激波较 之二维翼型的激波； 炒股配资 为弱。 利用气流通过激波时密度突变的特性，可借助光学仪器将激波形状显示出来或拍摄成 像。飞行器在飞行中，激波的产生和它的形状，对飞行器空气动力有很大影响，一些国家对高速飞行的飞行器作了大量的试验和研究，以便采用合适外形， 推迟激波产生或减小波阻。激波可使气体压强和温度突然升高，因此，在气体物理学中常利用激波来产生高温和高压，以研究气体在高温和高压下的性质。 利用固体中的激波，可使固体压强达到几百万大气压（大气压等于帕），用以研究固体在超高压下的状态。这对解决地球物理学、天体物理学和其他科学领 域内的问题有重要意义。 旋转磁场是一种大小不变，而以一定转速在空间旋转的磁场。在对称三相绕组中流过对称三相电流时会产生一种旋转磁场，该磁场 随电流交变而在空间不断地旋转着 [] 。 交流电机气隙中的磁场。因其沿定、转子铁心圆柱面不断旋转而得名。旋转磁场是电能和转动机械能之间互相转换 的基本条件。 通常三相交流电机的定子都有对称的三相绕组（见电枢绕组）。任意一相绕组通以交流电流时产生的是脉振磁场。但若以平衡三相电流通入三 相对称绕组，就会产生一个在空间旋转的磁场。磁场的对称轴线φ随时间而转动，其转速ns由电流频率f和磁极对数P决定 ns称为同步转速或同步速（以转每 分表示）。中国应用的工业电源的频率f为赫,于是两极电机(P=)的ns=转/分；四极电机(P=)的ns=转/分；余类推。 在一般情况下，电流变化一个周期，磁场 轴线在空间就转过一对极。若近似地认为磁场沿圆周作正弦形分布，并用磁场轴线处的空间矢量Ø 来代表，用矢量长度表示磁场振幅，则理论分析证明，三 相对称绕组通以平衡的三相电流时，产生的是一个振幅不变的旋转磁场。这时矢量Ø 在旋转过程中它的末端轨迹为一圆形，故名圆形旋转磁场。这个结论可 以推广到一般的多相（包括两相）系统。即多相电机对称绕组通以平衡多相交流电流，则产生圆形旋转磁场。 一般说来，旋转磁场的转向总是从电流超前的 相移向电流滞后的相。如果将三相的 个引出线任意两个对调再接向电源，即通入三相绕组的电流相序相反，则旋转磁场的转向也跟着相反。 如果三相电
5.1.1 三相交流电产生
三相交流电由三相交流发电机产生，其过程与单相交流电基本相似。图5-1-1（） 是一台最简单的三相交流发电机的示意图。和单相交流发电机一样，它由定子 （磁极）和转子（电枢）组成。发电机的转子绕组有U1—U2，V1—V2，W1— W2三个，每一个绕组称为一相，各相绕组匝数相等、结构相同，它们的始端 （U1、V1、W1）在空间位置上彼此相差120°。当转子以角速度逆时针方向旋 转时，就会在三相绕组中输出对称的三相电动势。 。
5.1.2 对称三相正弦交流电的相序
对称三相正弦量到达正的或负的最 大值（或零值）的先后次序，称为 三相交流电的相序，习惯上，选用 U相正弦量作参考，V相滞后U相 120°，W相又滞后V相120°，它 们的相序为U—V—W，称为正序；
反之则为负序。
如M足够大时便产生一个附体的圆锥形的激波面(图c )。气流通过圆锥激波的变化与平面斜激波是一样的。所不同的是气流经过圆锥激波的突变之后还要继续 改变指向，速度继续减小，最后才渐近地趋于与物面的斜角一致。也就是说，气流在激波上指向折转不够，所以当半顶角相同时，圆锥所产生的圆锥激波较 之二维翼型的激波； 炒股配资 为弱。 利用气流通过激波时密度突变的特性，可借助光学仪器将激波形状显示出来或拍摄成 像。飞行器在飞行中，激波的产生和它的形状，对飞行器空气动力有很大影响，一些国家对高速飞行的飞行器作了大量的试验和研究，以便采用合适外形， 推迟激波产生或减小波阻。激波可使气体压强和温度突然升高，因此，在气体物理学中常利用激波来产生高温和高压，以研究气体在高温和高压下的性质。 利用固体中的激波，可使固体压强达到几百万大气压（大气压等于帕），用以研究固体在超高压下的状态。这对解决地球物理学、天体物理学和其他科学领 域内的问题有重要意义。 旋转磁场是一种大小不变，而以一定转速在空间旋转的磁场。在对称三相绕组中流过对称三相电流时会产生一种旋转磁场，该磁场 随电流交变而在空间不断地旋转着 [] 。 交流电机气隙中的磁场。因其沿定、转子铁心圆柱面不断旋转而得名。旋转磁场是电能和转动机械能之间互相转换 的基本条件。 通常三相交流电机的定子都有对称的三相绕组（见电枢绕组）。任意一相绕组通以交流电流时产生的是脉振磁场。但若以平衡三相电流通入三 相对称绕组，就会产生一个在空间旋转的磁场。磁场的对称轴线φ随时间而转动，其转速ns由电流频率f和磁极对数P决定 ns称为同步转速或同步速（以转每 分表示）。中国应用的工业电源的频率f为赫,于是两极电机(P=)的ns=转/分；四极电机(P=)的ns=转/分；余类推。 在一般情况下，电流变化一个周期，磁场 轴线在空间就转过一对极。若近似地认为磁场沿圆周作正弦形分布，并用磁场轴线处的空间矢量Ø 来代表，用矢量长度表示磁场振幅，则理论分析证明，三 相对称绕组通以平衡的三相电流时，产生的是一个振幅不变的旋转磁场。这时矢量Ø 在旋转过程中它的末端轨迹为一圆形，故名圆形旋转磁场。这个结论可 以推广到一般的多相（包括两相）系统。即多相电机对称绕组通以平衡多相交流电流，则产生圆形旋转磁场。 一般说来，旋转磁场的转向总是从电流超前的 相移向电流滞后的相。如果将三相的 个引出线任意两个对调再接向电源，即通入三相绕组的电流相序相反，则旋转磁场的转向也跟着相反。 如果三相电
人教新课标高中物理选修3-2第5章交变电流回顾总结课件(56张PPT)
识结合在一起，并注重交流电路与工农业生产
和日常生活紧密联系，并常以选择题的形式考 查，多以难度中等或中等偏下的考题出现．
• 【高考冲浪】
• 常考点一：交变电流的产生及应用
• 1．(天津高考)在匀强磁场中，一矩形金属线框 绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示， 产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )
• 综观高考命题，对于变压器问题，多集中于对 变压器的工作原理及I、U、P、n各量间基本关 系的考查．由于变压器与电能的输送密切相关， 贴近生活实际，触及能源利用的社会热点，符 合贴近现实、突出能力的命题趋势，应当作为 备考的重点．
解题思路如下． 思路 1：电压思路 变压器原、副线圈的电压之比为UU12＝nn12；当变压器有多个 副线圈时，Un11＝Un22＝Un33＝…
ΔΔΦt 1＝ΔΔΦt 2＋ΔΔΦt3. 此式适用于交流电或电压(电流)变化的直流电，但不适用于 稳定或恒定电流的情况．
• 思路6：输配电原理思路
• 按“发电→升压→输电线→降压→用电器”的 顺序或从“用电器倒推到发电”，以变压器的 铁芯为界划分为三个回路一步一步进行分析．
•
如图所示为一理想变压器，K为单
• A．I1和I2表示电流的瞬时值 • B．U1和U2表示电压的最大值 • C．滑片P向下滑动过程中，U2不变，I1变大 • D．滑片P向下滑动过程中，U2变小，I1变小
解析：该题考查对交流电表的认识及变压器的动态变化问 题，解题的关键是要掌握各物理量之间的关系．在交流电路中 电压表和电流表用的不是直流电表，而是交流电表，而交流电 表所测的电流或电压是有效值，而不是瞬时值或最大值，所以 A、B 选项不正确．由于 U1 保持不变，据UU12＝nn21可知 U2＝nn21U1， 而 I2＝R0U＋2 R＝nn21·R0U＋1 R，据II21＝nn21可知 I1＝nn21I2＝nn212R0U＋1 R， 所以当 R 减小时，U2 不变，I1 变大，C 选项正确．
和日常生活紧密联系，并常以选择题的形式考 查，多以难度中等或中等偏下的考题出现．
• 【高考冲浪】
• 常考点一：交变电流的产生及应用
• 1．(天津高考)在匀强磁场中，一矩形金属线框 绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示， 产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )
• 综观高考命题，对于变压器问题，多集中于对 变压器的工作原理及I、U、P、n各量间基本关 系的考查．由于变压器与电能的输送密切相关， 贴近生活实际，触及能源利用的社会热点，符 合贴近现实、突出能力的命题趋势，应当作为 备考的重点．
解题思路如下． 思路 1：电压思路 变压器原、副线圈的电压之比为UU12＝nn12；当变压器有多个 副线圈时，Un11＝Un22＝Un33＝…
ΔΔΦt 1＝ΔΔΦt 2＋ΔΔΦt3. 此式适用于交流电或电压(电流)变化的直流电，但不适用于 稳定或恒定电流的情况．
• 思路6：输配电原理思路
• 按“发电→升压→输电线→降压→用电器”的 顺序或从“用电器倒推到发电”，以变压器的 铁芯为界划分为三个回路一步一步进行分析．
•
如图所示为一理想变压器，K为单
• A．I1和I2表示电流的瞬时值 • B．U1和U2表示电压的最大值 • C．滑片P向下滑动过程中，U2不变，I1变大 • D．滑片P向下滑动过程中，U2变小，I1变小
解析：该题考查对交流电表的认识及变压器的动态变化问 题，解题的关键是要掌握各物理量之间的关系．在交流电路中 电压表和电流表用的不是直流电表，而是交流电表，而交流电 表所测的电流或电压是有效值，而不是瞬时值或最大值，所以 A、B 选项不正确．由于 U1 保持不变，据UU12＝nn21可知 U2＝nn21U1， 而 I2＝R0U＋2 R＝nn21·R0U＋1 R，据II21＝nn21可知 I1＝nn21I2＝nn212R0U＋1 R， 所以当 R 减小时，U2 不变，I1 变大，C 选项正确．
物理选修3-2人教版5.2 描述交变电流的物理量(共21张ppt).ppt (共21张PPT)
0.02s
50Hz
二、峰值和有效值
1．峰值（最大值）： Em 、Ｉm
交变电流的电流或电压所能达到的最大值。
大小：Em =NBSw
电容器的耐压值
耐压值 （最大值）
•电容器的耐压值（也称击穿电压）要高于 交流电的峰值，否则电容器可能被击穿。
电容
思考与讨论：如图所示通过一个R=1Ω的电阻的
电流i随时间变化的曲线。它不是恒定电流。
我10分 钟把水烧 开
我的电 流是恒 定的3A
我10分 钟也把水 烧开！
我的电 流是变 化的
我的电流
有效值也
i/A
是3A i/A
t/s
t/s
交流电的热效应和直流电相同
2.有效值
（1）定义： 根据电流的热效应来定义：让交变电流
和恒定电流分别通过大小相同电阻，如果在 交流的一个周期内它们产生的热量相等，而 这个恒定电流是I、电压是U，我们就把这I、 U叫做这个交流的有效值。
i/A t/s
温故知新
1.线圈从中性面开始转动，角速度是ω，线圈中的感应 电动势峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时
值e为 e=Emsinωt ．若电路总电阻为Ｒ，则感应 电流的瞬时值Ｉ为i=(Em/R)·sinωt ．
e
Em
0
t
-Em
i/A t/s
一、周期和频率
这个交流的周期是多少？频率是多少？
➢对正弦式交变电流：
E
1 2
Em
0.707Em
U
1 2
U
m
0.707U m
I
1 2
Im
0.707 I m
(2)有效值的说明：
①交流用电器的额定电压和额定电流指的是 有效值； ②对于交流电若没有特殊说明的均指有效值； ③交流电流表和交流电压表的读数是有效值； ④通常电容器所标的耐压值指的是最大值，保 险丝的熔断电流指的是有效值；
人教版高中物理选修3-2第五章 交变电流5.4变压器教学课件(共14张PPT)
B. L1的亮度减弱 D. L2亮度增强
•探究方法小结
原线圈电路中无分压电阻，分析各物理量随负载电阻 变化而变化的情况，顺序是
R→I2→P2→P1→I1
课后探究问题：如图所示，变压器为理想变压器，
交流电源电压恒定，灯泡L1串联在原线圈回路中，灯 泡L2，L3为副线圈的负载，开关S断开时，灯泡L1，L2 的亮度与断开前相比( )
A. L1亮度不变 C. L2亮度不变
思考问题：铁芯的作用是什么？ 为什么要做成彼此绝缘的层叠
硅钢片？
生活中的物理小常识：充电器 不拔耗电么？
实验结果
对于手机的充电器： 接负载时的功率为
6.59W 空载的功率降低为
0.27W
实验结果
对于电脑的充电器： 接负载时的功率为
49.44W 空载的功率降低为
0பைடு நூலகம்49W
探究：理想变压器的 电路动态分析
第五章 交变电流
4.变压器
Transformer
引言：
各种各样的变压器
本课目标
知识目标 1.了解变压器的结构和工作原理 2.知道理想变压器的变压、变流、功
率传输规律 能力目标
掌握变压器工作时的各项制约关系， 并会利用制约关系进行电路动态分析
1.变压器的原理： 雏形：法拉第的线圈
工作原理：互感 能量转化角度： 电能与磁能
Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻 器．V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示 ；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．
下列说法正确的是( )
A．I1和I2表示电流的瞬时值 B．U1和U2表示电压的最大值 C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大 D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小
高中物理新课标版人教版选修3-2精品课件：5.1《交变电流》PPT课件(共47页)
５、交流发电机有两种， 旋转磁极式
即 旋转电枢式 、
．其
转子中转动的部分叫 定子，不动的部
分叫 水．轮发机电机转蒸子汽是轮机
由
、
或其它动
力机带动
6、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线
圈平面的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时
间t的变化如图所示,下面说法中正确的是 C
A.t1时刻通过线圈的磁通量为零
（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 Im=Em/R+r 叫电流的最大值（峰值）
u=Umsinωt Um=ImR 叫电压的最大值（峰值）
电流通过R时： u iR，Um ImR.
三、课堂练习
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轴匀速旋
转时，线圈中就产生 正弦交流电 ．
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 中性面
做
．线圈平面每经过中性面
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
两变次
．
４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，
.. . E平均 = 2NBS ω/π
练习
一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为 Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，试写出电动 势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总 电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表 达式。
解： 电动势瞬时值的表达式为：
又v L2
2
交变电流课件
二、交变电流的产生
图2 假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图 2 甲至丁所示.请分析判断： (1)图中，在线圈由甲转到乙的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？ (2)在线圈由丙转到丁的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？ (3)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的电流最大？ (4)大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从 E 经过负载流向 F 的电流记为正， 反之为负.在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻.
解析
(1)交变电流电动势的峰值为 Em＝2nBLv＝nBSω＝10×0.5×0.22×10 π V≈6.28 V 图4 电流的峰值为 Im＝ERm≈6.28 A.
(2)从中性面位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 e＝Emsin ωt≈6.28 sin（10πt）V.
(3)线圈从中性面位置开始转过 30°，感应电动势 e＝Emsin 30°≈3.14 V.
1.交变电流
方向随时间做 周期性 变化的电流，简称 交流 .
2.直流
方向 不随时间变化的电流.
对直流电流和交变电流的区分主要是看电流
方向 是否变化.
3.图象特点
(1)恒定电流的图象是一条与时间轴 平行的直线 . (2)交变电流的图象有时在时间轴的上方，有时在时间轴的下方，随时间做 周期性 变化.
二、交变电流的产生
一、交变电流的判断 例 1 如下图所示图象中属于交流电的有
(ABC)
交变电流
电流方向 变化
×
图象有正 负变化
二、交变电流的产生
例 2 矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说
法正确的是
× A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 × B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件(共20张PPT)
无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部 分叫定子.
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）
3、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定
轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,下面说法
中正确的是 C 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的绝对值最大 D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值最小
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）
1、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方
ＢＡ 向流动？（ＡＢ要向下运动，安培力阻碍它，向上）
2、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方
向流动？ ＡＢ
3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么 位置时线圈中电流最大? 中性面甲丙， 乙丁
Em为最大值，其实也就是法拉第
n
ＢＬＶ
e=法拉第最大sinωt （瞬时电动势）
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）
关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说
法中正确的是 （ ） C A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改 变一次，感应电动势方向不变
B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电 流的方向都要改变一次 D．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要 改变一次
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）
3、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定
轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,下面说法
中正确的是 C 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的绝对值最大 D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值最小
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）
1、在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方
ＢＡ 向流动？（ＡＢ要向下运动，安培力阻碍它，向上）
2、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方
向流动？ ＡＢ
3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么 位置时线圈中电流最大? 中性面甲丙， 乙丁
Em为最大值，其实也就是法拉第
n
ＢＬＶ
e=法拉第最大sinωt （瞬时电动势）
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）
关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说
法中正确的是 （ ） C A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改 变一次，感应电动势方向不变
B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电 流的方向都要改变一次 D．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要 改变一次
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件（共20张PPT）
物理选修3-2人教版 5.1交变电流 (共27张PPT)
五、其他交变电流波形图
家庭电路 中的正弦
式电流
示波器中的 锯齿波扫描
电压
电子计算 机中的矩
形脉冲
激光通信用 的尖脉冲
正弦式交变电流规律
1. 交变电流：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： （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。
A(B)
如 D(C) 图
乙
2、特点小结
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但 磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零。 （2）线圈垂直中性面时，穿过线圈的磁通量为零，但 磁通量的变化率最大，线圈中的电动势为最大。 （3）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。
u＝Umsin ωt＝ REm sin ωt R＋r
i＝Imsin ωt＝ Em sin ωt R＋r
图象
1.如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、 cd 中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与 磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流
向b时，电流方向为正。则下列四幅图中正确的是 ( D )
三、交变电流的一般变化规律
如图所示，一线圈从中性面开始绕逆时针转动，角 速度为 ω。AB、CD 宽 L1，AD、BC 长 L2，经过时间 t， 处于图示位置，此时线圈中的感应电动势多大？
B A
C D
三、交变电流的一般变化规律
B
A C
D
t=0
v‖ A(B) θ v v⊥
中性面 B
D(C)
AB
人教版高二物理选修：交变电流PPT课件
思考：上面我们通过对特殊位置定性分析画出了波形图， 人教版高二物理选修3-2第五章：5.1交变电流(共20张PPT) 好似一个正弦曲线，你能否通过对一般位置的讨论，得出 电动势随时间变化的关系呢？
推导：
A(B)
A(B)
v
v
e 2NeAB
(C)D eAB BLABv sin t
ωt
O(O’)
(C)D
1.交变电流
知识回顾
1.楞次定律
原磁场磁通 量发生变化
感应电流 感应电流的磁场
增反减同
S
Nv
I
A
I
I v
I
2.法拉第电磁感应定律
(1)内容：电路中感应电动势的大小E，跟穿
过这一电路的磁通量的变化率 ΔΦ成正比。
(2)公式：
Δt
Ⅰ.感生电动势：E n ΔΦ Δt
Ⅱ.动生电动势：
E BLvsin ( B v)
T/2 3T/4 T
0
T/4
t
-Um
思考：已知家庭电路中，电流变化的周期为
T=0.02s,请你思考电流在一个周期内变化几次，
在1s内变化几次？
i
Im
T/2 3T/4
3T/2 2T
0 T/4
T 5T/4 7T/4
t
-Im
规律分析：在中性面位置，电流为0，经过此位置 前后电流方向相反，可见：
（1）每经过中性面一次，电流都要改变方向一次 （2）在一个周期内经过中性面两次，故电流一周 期变化两次。
1.产生条件： （1）线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动 （2）线圈从中性面位置开始转动（计时起点在中性面）
2.规律：
(1)电动势： e NBS sin t Em sin t(Em NBS)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5.1 交 变 电 流
ppt课件
1
直流电(DC) 电流方向不随时间而改变
ppt课件
2
一、交变电流
按下图所示进行实验演示
ppt课件
3
交变电流(AC)
• 交变电流(交流):大小和方向都随 时间做周期性变化的电流.
ppt课件
4
交流发电机模型的原理简图
ppt课件
5
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
ppt课件
10
B∥S，φ=0，E最大，I最大， 感应电流方向a到b
ppt课件
11
• 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，如图所
示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．
回答问题：
1、线圈转动一周，电流方向改 变多少次？
2、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？
为 e= Emsinωt ．若线圈电阻为Ｒ，
则感应电流的瞬时值Ｉ
为 i= (Em/R)·sinωt． e
Em t
0
-E ppt课件m
20
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 = 2NBS ω/π
ppt课件
21
交流发电机简介
ppt课件
22
p，即 旋转磁极式
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 中性面 ． 线 圈 平 面 每 经 过
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 ．
ppt课件
19
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
（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ppt课变件 两次．
13
三．交变电流的变化规律
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 ）
e 2NBLv sin t
v L 所以e NBL2 sin t
2
令 Em NBL2=NB ωS 则有 e Em sin t
e=Emsinωt i=Imsinωt u=Umsinωt
Em=NBSω叫电动势的最大值
Im=Em/R叫电流的最大值
Um=ImpRpt课叫件电压的最大值
18
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 正弦规律 变化的
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
3、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？
4、试推导感应电动势大小的ppt课变件 化规律公式。
12
1．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，但磁通量的变化率为
零（ ab和cd边都不切割磁感线），
线圈中的电动势为零．
1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
3、交变电流的变化规律： （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。
（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：
e为电动势在时刻t的瞬时值，
Em为电动势的最大值（峰值）．
ppt课件
14
（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．
（2）电流按正弦规律变化 i Im sin t
（3）电路上的电压按正弦规 u Um sin t
律变化
电流 i Im sin t 通过R时：
和 旋转电枢式．其中转动的部分叫 转子 ，
不动的部分叫 定子
．发电机转子是
由 水轮机 、 蒸汽轮机 或其它动力
机带动．
ppt课件
24
ppt课件
6
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.
ppt课件
7
(甲)
没有边切割磁感应线
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
ppt课件
8
a（b）、d（c）边垂直
(乙)
切割磁感应线，
B∥S，φ=0，E最大，I最大，
感应电流方向b到a
ppt课件
9
(丙)
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
u iR，Uppmt课件 Im R.
15
四、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
c
KA
L
d
B
b
c
a
d
kA
L
B
ppt课件
16
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
ppt课件
17
小结
ppt课件
1
直流电(DC) 电流方向不随时间而改变
ppt课件
2
一、交变电流
按下图所示进行实验演示
ppt课件
3
交变电流(AC)
• 交变电流(交流):大小和方向都随 时间做周期性变化的电流.
ppt课件
4
交流发电机模型的原理简图
ppt课件
5
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
ppt课件
10
B∥S，φ=0，E最大，I最大， 感应电流方向a到b
ppt课件
11
• 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，如图所
示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．
回答问题：
1、线圈转动一周，电流方向改 变多少次？
2、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？
为 e= Emsinωt ．若线圈电阻为Ｒ，
则感应电流的瞬时值Ｉ
为 i= (Em/R)·sinωt． e
Em t
0
-E ppt课件m
20
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 = 2NBS ω/π
ppt课件
21
交流发电机简介
ppt课件
22
p，即 旋转磁极式
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 中性面 ． 线 圈 平 面 每 经 过
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 ．
ppt课件
19
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
（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ppt课变件 两次．
13
三．交变电流的变化规律
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 ）
e 2NBLv sin t
v L 所以e NBL2 sin t
2
令 Em NBL2=NB ωS 则有 e Em sin t
e=Emsinωt i=Imsinωt u=Umsinωt
Em=NBSω叫电动势的最大值
Im=Em/R叫电流的最大值
Um=ImpRpt课叫件电压的最大值
18
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 正弦规律 变化的
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
3、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？
4、试推导感应电动势大小的ppt课变件 化规律公式。
12
1．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，但磁通量的变化率为
零（ ab和cd边都不切割磁感线），
线圈中的电动势为零．
1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
3、交变电流的变化规律： （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。
（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：
e为电动势在时刻t的瞬时值，
Em为电动势的最大值（峰值）．
ppt课件
14
（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．
（2）电流按正弦规律变化 i Im sin t
（3）电路上的电压按正弦规 u Um sin t
律变化
电流 i Im sin t 通过R时：
和 旋转电枢式．其中转动的部分叫 转子 ，
不动的部分叫 定子
．发电机转子是
由 水轮机 、 蒸汽轮机 或其它动力
机带动．
ppt课件
24
ppt课件
6
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.
ppt课件
7
(甲)
没有边切割磁感应线
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
ppt课件
8
a（b）、d（c）边垂直
(乙)
切割磁感应线，
B∥S，φ=0，E最大，I最大，
感应电流方向b到a
ppt课件
9
(丙)
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
u iR，Uppmt课件 Im R.
15
四、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
c
KA
L
d
B
b
c
a
d
kA
L
B
ppt课件
16
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
ppt课件
17
小结