2013-2014学年高二物理粤教版选修3-2同步课件：第2章 第1节 认识交变电流 第2节 交变电流的描述.pptVIP

第一节　认识交变电流　 第二节　交变电流的描述 交变电流 1．知道交流电发电机的原理、理解中性面的特点． 2．理解交变电流的两种描述方法、掌握峰值与平均值的区别． 1．____________和____________都随时间________变化的电流叫做交变电流，简称交流电． 2．交变电流是由__________产生的，交流发电机的最基本结构是________和__________． 1．强弱　方向　周期性 2．交流发电机　线圈　磁极 3．下图是交流发电机的示意图．为了观察清楚，图中只画出了一匝线圈，它的ab边连在金属滑环K上，cd边连在滑环L上；两个滑环通过金属片做的电刷A、B和外电路相连，线圈沿逆时针方向转动．我们观察ab这段导线，根据右手定则可以判断，当线圈转到图乙位置时，电流______流动，而当线圈转到图丁位置时，则 ____流动；在图丙和图戊的位置，因为_____，电路中没有感应电流．线圈在不断转动，电路中的电流方向也就____．交变电流就是这样产生的． 3．由a到b　由a到b　导线ab的运动方向和磁感线平行　不断改变 4．____________________叫中性面． 5．正弦式交流电：按______________变化的交变电流叫正弦式电流．若N匝、面积为S的线圈以角速度ω转动，回路总电阻为R，从中性面开始计时，则有： (1)瞬时电动势的表达式：e＝Emsinωt或 　________ e表示交流电的__________，Em表示交流电的__________，ω表示交流电的__________． (2)瞬时电流的表达式：__________ 4．线圈垂直磁场方向的平面 5．正弦式规律　(1)e＝NBSωsinωt　瞬时值　最大值　角速度　(2)i＝ 考点一　交流电的产生 1．交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流．而大小和方向都不变的电流叫直流电．大小不变方向改变的电流也叫交流电．交变电流的典型特征是电流方向变化，其大小可能不变．右图是交流电． 2．产生交变电流的原理：如下图所示为线圈abcd在磁场中绕轴OO′转动时的截面图，ab和cd两个边要切割磁感线，产生电动势，线圈上就有了电流(或者说穿过线圈的磁通量发生变化而产生了感应电流)．图①时，导体不切割磁感 线，线圈中无电流；图②时，导体垂直切割磁感线，线圈中有电流，且电流从a端流入；图③同图①；图④中电流从a端流出，图⑤同图①，这说明电流方向发生了变化． 注意：线圈每转一周，电流方向改变两次，电流方向改变的时刻也是线圈中无电流的时刻(或者说磁通量最大的时刻)．由于线圈转一周的过程中，线圈的磁通量有两次到达最大，故电流的方向在线圈转一周的过程中改变两次，我们把线圈平面垂直于磁感线的位置叫做中性面． 3．中性面的性质特点： ①磁通量最大；②电流、电压为零；③每经过一次中性面电流(电压)改变一次方向 . 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动(　　) A．在中性面时，通过线圈的磁通量最大 B．在中性面时，感应电动势为零 C．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零 D．线圈每通过一次中性面，电流方向改变一次 解析：中性面是线圈在磁场中运动但不产生感应电动势的位置，是线圈的每一条边都不切割磁感线的位置，必定是线圈平面与磁感线垂直的位置，是穿过线圈的磁通量最大的位置． 答案：ABD 考点二　交流电的两种描述 1．用函数表达式描述： 根据上图知，ab和cd边切割磁感线的速度均为vsinωt，对应的感应电动势均为BLvsinωt，此时整个线圈的感应电动势为e＝2BLv sinωt或e＝Emsinωt. 注意：(1)Em＝2BLv为最大值， 也叫电动势的峰值． (2)e＝Emsinωt，交变电流按正 弦规律变化，这种电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流．此式表示形式仅限于自中性面开始计时的情况，当从垂直于中性面位置开始计时时，表达式为e＝Emcosωt，这种表达形式是交变电流的瞬时值的表达式． (3)交变电流的最大值Em＝2BLv，当线框abcd绕中心轴线匀速转动时，设角速度为ω，则v＝ ω，线圈的面积S＝LadLab，所以Em＝BSω，如果线圈匝数为N，则Em＝NBSω，故交变电动势的最大值由线圈匝数N、磁感应强度B，转动角速度ω和线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关． (4)若线圈给外电阻R供电，设线框本身电阻为r，由闭合电路欧姆定律得： ， 即写成：i＝Imsinωt，R两端电压写成：u＝Um sinωt 交流发电机在工作时