新课程人教版选修3-2高中物理交变电流的产生和变化规律（开课用）VIP专享VIP免费

法拉第电磁感应定律告诉我们：穿过闭合电路的磁通量发生变化时，会产生感应电流，而磁通量变化的方式不同，产生的感应电流也不同，感应电流可以是恒定的，可以是变化的，可以是周期性变化的，本节我们将研究一种十分重要的周期性变化的电流——正弦交变电流．一、电流的分类一、电流的分类1：直流电流：方向不随时间做周期性改变的电流大小方向都不随时间改变的恒定电流，是直流电的一种2：交变电流简称交流大小和方向都随时间做周期性变化的电流交流发电机的结构思考：这样的发电机是怎样产生交变电流的呢？(甲)(乙)(丙)(丁)EI，电流方向：.E,I,Φ.EI，电流方向：.=0=0有最大值有最大值有最大值a—>b有最大值有最大值b—>aE,I,Φ.=0=0有最大值二、交变电流的变化规律二、交变电流的变化规律（1）线圈平面与磁感线垂直的位置叫中性面。（（22））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。1.1.中性面中性面（3）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.交变电流规律的推导从中性面开始，线圈以角速度从中性面开始，线圈以角速度ωω，以，以adad，，bcbc的中点连线为轴逆时针旋转的中点连线为轴逆时针旋转思考：经思考：经tt时间线圈与中性面的夹角为多少？时间线圈与中性面的夹角为多少？abab和和cdcd金属棒切割磁感线产生的电动势各为多大？金属棒切割磁感线产生的电动势各为多大？两金属棒作为等效电源是串联还是并联的？两金属棒作为等效电源是串联还是并联的？正弦式交流电流：电路中的电流、电压按正正弦式交流电流：电路中的电流、电压按正弦规律变化的电流。弦规律变化的电流。tEemsintBsesintIimsinRSEr～在只含有电阻的电路中，适用于直流电路的欧姆定律也适用于交变电流电路。其等效电路图如上。设整个电路的电阻为R则：tUumsin33、正弦式电流的图、正弦式电流的图像像4.4.交变电流的种类交变电流的种类乙：示波器中的锯齿波扫描电压丙：电子计算机中的矩形脉冲丁：激光通信中的尖脉冲甲：家庭电路中的正弦交变电流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，属于正弦交变电流的是。tiABCDABDA三、课堂练习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为最大。答案：D3.交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=EmSinωt，如果线圈的频率f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=EmSin2ωtB.e=2EmSin2ωtC.e=2EmSin4ωtD.e=2EmSinωt答案:B4、一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度100πrad/s。（1）写出感应电动势的瞬时值表达式。（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？（3）线圈从中性面转过180度的过程中，电动势的最大值、平均值分别是多少？（4）转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？答案（1）e=311Sin100πt（2）I=3.11Sin（100π*1/120）=3.11*1/2=1.55（A）（3）Em=311VE=NΔφ/Δt=2NBSω/π≈198V（4）Δφ/Δt=311/N（Wb/s）四、课堂总结：1.交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。直流电流：方向不随时间做周期性改变的电流2.交变电流的变化规律：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。大小变化规律-------按正弦规律变化：e=EmsinωtEm=BSω叫电动势的最大值i=ImsinωtIm=Em/R叫电流的最大值u=UmsinωtUm=ImR叫电压的最大值如有N匝线圈，则NBsEmByebye！谢谢指导！！