高中物理课件第3章节第2节交变电流是怎样产生.pptVIP

第3章;1．认识交流发电机，了解交流发电 机的结构。 2．掌握交变电流的变化规律，熟悉 正弦交变电流的瞬时值表达式和 图像。知道中性面的概念。 3．能灵活运用正弦交变电流的图像 和三角函数表达式解决问题。;[读教材·填要点] 一、交流发电机 1．原理 闭合导体与磁极之间做 。穿过闭合导体的 发生变化。 2．构造 线圈(电枢)和 两部分。;3．分类; 二、交变电流的产生原理和变化规律 1．产生原理 (1)条件：在匀强磁场中，矩形线圈绕 的轴匀速转动。 (2)特殊位置特点： ①中性面：线圈平面与磁感线 ，线圈经过中性面时，感应电动势、感应电流 。; ②与中性面垂直时：线圈的感应电动??、感应电流 。 (3)电流方向变化：线圈每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈每转动一周，经过中性面 ，感应电流的方向改变 。;Emsin ωt;(2)图像描述如图3－2－1所示。;[试身手·夯基础] 1．线圈垂直于磁感线时的位置叫________，此时穿过线圈 平面的磁通量________，产生的电动势________。 答案：中性面　最大　为零;2．矩形线圈在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，如果从 中性面开始计时，经时间t后，线圈平面转过的角度θ＝________，瞬时感应电动势e＝________________，感应电流为i＝_________________。此交流电通过一段导体时，导体两端的电压u＝________________。 答案：ωt　Emsin ωt　Imsin ωt　Umsin ωt;3．关于中性面，下列说法错误的是(　　) A．中性面就是穿过线圈的磁通量为零的面 B．中性面就是线圈中磁通量变化率为零的面 C．线圈过中性面时，电流方向必改变 D．中性面就是线圈内感应电动势为零的面;解析：线圈转至中性面时，线圈平面与磁感线垂直，所以此时穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零，电流方向改变。 答案：A;4．如图3－2－2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。则图3－2－3所示四幅图中正确的是 (　　);图3－2－3;答案：D; 1．推导正弦交变电流瞬时值的 表达式 设线圈从中性面起经时间t转过 角度θ，则θ＝ωt。此时两边ab、cd 速度方向与磁感线方向的夹角分别 为ωt和180°－ωt，如图3－2－4所示，它们产生的感应电动势同向相加，整个线圈中的感应电动势为：;2．交变电流的变化规律 (1)e＝Emsin ωt； (2)i＝Imsin ωt； (3)u＝Umsin ωt。;图3－2－5;图3－2－6;答案：　(1)e＝375 sin 5πt V　(2)375 V; 交变电流瞬时表达式问题的破解程序：(1)观察线圈的转动轴是否与磁感线垂直；(2)从中性面开始计时，电动势是按正弦规律变化；从线圈转到与磁感线平行时开始计时，电动势是按余弦规律变化；(3)计算电动势最大值和角速度ω，写出电动势的瞬时表达式。; 1．图像意义 反映了交变电流的电流(电 压)随时间变化的规律，如图 3－2－7所示。 2．通过图像可了解到信息 最大值、周期、频率。;3．特殊位置(时刻)物理量的特点;　　 两个位置 比较内容　　　; 2．一矩形线圈在匀强磁场中匀速 转动时，产生的交变电动势的图像如图 3－2－8所示，则 (　　) A．交流电的频率是4π Hz B．当t＝0时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大;答案：　B;对物理图像需掌握的要点： 一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”。 二变：掌握“图与图”、“图与式”、“图与物”之间的变通。 三判：在此基础上进行正确的分析、判断。;图3－2－9; (1