人教版高中物理选修3-2第五章交变电流 全单元课程同步课件精品

2、中性面：匀速旋转的线圈，位于跟磁感线垂直的
平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大，
但切割边都未切割磁感线，或者说这时线圈的磁通量
变化率为零，线圈中无感应电动势。
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3、规律：
（1）、函数表达式：从中性面开始计时，则 e=NBSωsinωt 。用Em 表示峰值NBSω
则e=Em sinωt在纯电阻电路中,电流I=
律变化
电流 i Im sin t 通过R时：
u iR，Um ImR.
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22
四、正弦交变电流的图象
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
d
k
L
A
B
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
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• 交流电的图像
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五、其它交变电流波形图
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？
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变化规律公式。
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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
令 Em NBL2 =NB ωS 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）．
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（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
源自文库
b
c
a
d
kA
L
B
8 无电流
9
(甲)
没有边切割磁感应线
特点: B⊥S， Φ最大，
E=0 , I=0 中性面
10
11
a（b）、d（c）边垂直
(乙)
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
12
13
没有边切割磁感应线
(丙)
特点:B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
e m RR
sinωt=Im sinωt，电压u=Um sinωt 。
m
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二、新课教学：
1、表征交变电流大小物理量
①瞬时值： 对应某一时刻的交流的值 用小写字母表示，e , i , u ②峰值：
即最ε 大的瞬时值 用大写字母表示，Um Ｉm Em
Em= NsBω
Ｉm=Em/ R
注意：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀 速转动时，所产生感应电动势的峰值为
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a（b）、d（c）边垂直 切割磁感应线，
(丁)
特点:B∥S，φ=0，E最大，I最 大，感应电流方向a到b
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• 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．
回回答答问问题题：：
1、线圈转动一周，电流方向改 变多少次？
则感应电流的瞬时值Ｉ
为 i= (Em/R)·sinωt． e
Em t
0
-Em 28
交流发电机简介
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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
，
不动转的子部分叫
定子．发电机转子是
由
、 水轮机、 蒸或汽其轮它机动力
机带动．
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将立体图改成平面图研究
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如图所示，在场强为B的匀强磁场中，矩形线圈 ab边长为L1，bc边长为L2，逆时针绕中轴匀速转 动，角速度为ω，从垂直磁感线开始计时，经过 时间是t，线圈中的感应电动势是多少？
第十七章 交变电流
一、交变电流的产生和变化规律
1
一、交流发电机的基本结构
2
交流发电机模型的原理简图
3
如何实现电流大小和方向都改变
4
交流发电机模型的原理简图
5
• 实验现象：缓慢转动线圈时，电流计指针在左右 摇动，线圈每转一周，指针左右摆动一次．
1．交变电流：大小和方向都随时间作周期变化的 电流，叫做交变电流，简称交流 ．
V
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交流发电机的种类
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交变电流的变化规律
问题：线圈经过什么位置时电流的方向发生变化？
1.方向变化规律：
中性面----在线圈平面垂直于磁感线时，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。
结论：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.交流电的大小变化规律
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用示波器研究交变电流的变化
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１、交变电流： 大小 和 方向 都随时间
做
周期性的变电化流叫做交变电流．
电压和电流随时间按
变化的
交流电叫正弦交流电． 正弦规律
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
．
３、当线圈平面感垂应直电于流磁感线时，线圈各边都
结论：线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量大，但
ab和cd边都不切割磁感线，线圈中的电动势为零（磁通
量的变化率为零）
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一、知识回顾
(一)、交变电流：
大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交 变电流，简称交流。
其中按正弦规律变化的交流叫正弦交流。
（二）、正弦交流的产生及变化规律
1、产生：当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的 轴匀速转动时，线圈中产生的交流是随时间按正弦规 律变化的。即正弦交流。
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
中性面一次，感中应性电面流方向就改变一次，因
此线圈转动一周，感应电流方向改
变
．
两次
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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 e= Emsinωt ．若线圈电阻为Ｒ，
2．闭合的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀 速转动时，产生交流，但这不是产生交流的惟 一方式．
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二、交流电流的产生过程
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
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b
c
a
d
kA
L
B
c
d
b
K L
A
a
B
无电流
电流最大、方向：d-a-b-c-d
c
b
dk
a
A
L
B
无电流
b a
c
K A
L
d
B
电流最大、方向: a-d-c-b-a
零（ ab和cd边都不切割磁感线），
线圈中的电动势为零．
（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．
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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
2
所以 e NBL2 sin t