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1、关于认识交变电流第1页，讲稿共44张，创作于星期三2.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律(1)(1)内容：电路中感应电动势的大小内容：电路中感应电动势的大小E，跟穿，跟穿过这一电路的磁通量的变化率过这一电路的磁通量的变化率 成正比。成正比。(2)(2)公式：公式：第2页，讲稿共44张，创作于星期三磁磁电电磁通量变化磁通量变化只要闭合电路的只要闭合电路的磁通量发生变化磁通量发生变化，闭合电路，闭合电路中就有中就有感应电流产生感应电流产生第3页，讲稿共44张，创作于星期三2-1、认识交变电流第4页，讲稿共44张，创作于星期三第5页，讲稿共44张，创作于星期三第6页，讲稿共44张，创作于星期三电流
2、电流方向不变方向不变的电流称为直流的电流称为直流第7页，讲稿共44张，创作于星期三强强弱弱和和方方向向都都随随时时间间周周期期性性变变化化的的电电流流叫叫做交变电流，简称交流。做交变电流，简称交流。0 0 t t1 1 t t2 2 t t3 3 t t4 4 t i 这是按正弦规律变化的交变电流，称为这是按正弦规律变化的交变电流，称为正弦交流电正弦交流电 一、交变电流一、交变电流第8页，讲稿共44张，创作于星期三工具：示波器（观察波形图）工具：示波器（观察波形图）第9页，讲稿共44张，创作于星期三常见交流电的波形常见交流电的波形正弦波正弦波尖波尖波矩形波矩形波锯齿波锯齿波第10页，讲稿共44
3、张，创作于星期三例在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变例在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是电流的是 。tiABCDA B D第11页，讲稿共44张，创作于星期三二、交变电流的产生二、交变电流的产生第12页，讲稿共44张，创作于星期三实验现象实验现象1)观察到的实验现象？观察到的实验现象？两个发光二极管交替闪亮两个发光二极管交替闪亮2)2)说明了什么问题？说明了什么问题？说明电流的大小和方向都在变化，产生了交流电说明电流的大小和方向都在变化，产生了交流电第13页，讲稿共44张，创作于星期三交交流流电电是是由由交交流流发发电电机机产产生生的的。第14页，讲稿共44
4、张，创作于星期三如图，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程如图，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程第15页，讲稿共44张，创作于星期三第16页，讲稿共44张，创作于星期三第17页，讲稿共44张，创作于星期三第18页，讲稿共44张，创作于星期三第19页，讲稿共44张，创作于星期三何时磁通量最大？何时磁通量最小？何时磁通量最大？何时磁通量最小？何时电动势最大？何时电动势最小？何时电动势最大？何时电动势最小？线圈中的电流大小和方向如何变化？线圈中的电流大小和方向如何变化？看完了整个转动过程，请总结规律。看完了整个转动过程，请总结规律。第20页，讲稿共44张，创作于星期三第21页，讲稿共44张，
5、创作于星期三(甲甲)BSBS，最大最大，各边，各边不切割不切割磁感线，磁感线，无感应电流无感应电流这个位置称为这个位置称为 中性面中性面E=0,I=0E=0,I=0，有最大值有最大值第22页，讲稿共44张，创作于星期三BSBS，=0=0，a a（b b）d d（c c）垂直切割垂直切割，E E最大最大,感应电流感应电流最大最大,电流方向电流方向a ab b该面称为该面称为峰值面峰值面(乙乙)第23页，讲稿共44张，创作于星期三为了能更方便地说明第为了能更方便地说明第个问题，我们将立体图转化为个问题，我们将立体图转化为平面图来分析。平面图来分析。线圈在转动过程中，电线圈在转动过程中，电路中电流的
6、大小和方向路中电流的大小和方向都在不断改变，交变电都在不断改变，交变电流就是这样产生的。流就是这样产生的。abcd电流增大电流增大abcd电流减小电流减小dcba电流增大电流增大dcba电流减小电流减小第24页，讲稿共44张，创作于星期三总结：两个特定位置的特点总结：两个特定位置的特点图图示示概念概念中性面位置中性面位置与中性面垂直的位置与中性面垂直的位置线圈转动线圈转动一周一周电流方向改变电流方向改变两两次次第25页，讲稿共44张，创作于星期三例例1 1矩矩形形线线框框绕绕垂垂直直于于匀匀强强磁磁场场且且在在线线框框平平面面的的轴轴匀匀速速转转动动时产生了交变电流，下列说法正确的是时产生了交
7、变电流，下列说法正确的是()A A当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B 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当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C C每每当当线线框框经经过过中中性性面面时时，感感应应电电动动势势或或感感应应电电流流方方向向就就改改变变一一次次D D线框经过中性面时，各边不切割磁感线线框经过中性面时，各边不切割磁感线CD第26页，讲稿共44张，创作于星期三练练习习2 2：一一矩矩形形线线圈圈绕绕垂垂直直于于匀匀强强磁磁场场并并位位于于线线圈圈平平面面内内的的固固定定轴轴转转动动，线线圈圈中中的的感感应应
8、电电动动势势随随时时间间的的变变化化规规律律如图所示，下面说法中正确的是：如图所示，下面说法中正确的是：A.A.t t1 1时刻通过线圈的磁通量为零；时刻通过线圈的磁通量为零；B.B.t t2 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；C.C.t t3 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；D.D.每当每当e e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。最大。D第27页，讲稿共44张，创作于星期三练习练习3：某：某线线圈在匀圈在匀强强磁磁场场中匀速中匀速转动转动，穿，穿过过它的磁
9、它的磁通量通量随随时间时间的的变变化化规规律可用律可用图图象表示，那么在象表示，那么在图图中（中（）At1和和t3时时刻，穿刻，穿过线过线圈磁通量的圈磁通量的变变化率最大化率最大Bt2时时刻，穿刻，穿过线过线圈的磁通量圈的磁通量变变化率化率为为零零Ct3时时刻，刻，线线圈中的感圈中的感应电动势为应电动势为零零Dt4时时刻，刻，线线圈中的感圈中的感应电动势应电动势达最大达最大值值CD第28页，讲稿共44张，创作于星期三线圈转过角度：线圈转过角度：d(c)d(c)d(c)d(c)速度方向跟磁感线夹角：速度方向跟磁感线夹角：切割磁感线的有效速度：切割磁感线的有效速度：切割磁感线的有效速度：切割磁感线
10、的有效速度：d(c)d(c)边感应电动势：边感应电动势：边感应电动势：边感应电动势：线圈中感应电动势线圈中感应电动势ttV有有=vsin=12 wLsin(wt)abab、dcdc边长边长L L;adad、bcbc边长边长L L;磁感应强度为磁感应强度为B;B;角速度为角速度为.edc=BLV有有=BLLsin(t)12e=BLLsin(t)=BSsin(t)1.用函数表达式描述交变电流用函数表达式描述交变电流第29页，讲稿共44张，创作于星期三表达式表达式e=BS sin te随时间而变化随时间而变化,不同时刻有不现的数值不同时刻有不现的数值,某时刻的电动势的值叫某时刻的电动势的值叫瞬时值瞬
11、时值.线圈有线圈有N匝时匝时,可见在匀强磁场中，匀速转动的线圈中产生的感应电动可见在匀强磁场中，匀速转动的线圈中产生的感应电动势是按正弦规律变化的。这样的交变电流叫势是按正弦规律变化的。这样的交变电流叫正弦交流电正弦交流电.设整个回路的电阻为设整个回路的电阻为R，则电路的感应电流为，则电路的感应电流为 瞬时值瞬时值第30页，讲稿共44张，创作于星期三由表达式由表达式e=BS sin t可知可知最大值（峰值）最大值（峰值）Em=_;用用R表示表示闭闭合合电电路的路的总电总电阻，用阻，用Im表示峰表示峰值值，i 表表示感示感应电应电流的瞬流的瞬时值时值，则则Im=NBS/R i=Imsint 当线
12、圈转到线圈平面和磁感线平行时当线圈转到线圈平面和磁感线平行时,电动势最大电动势最大.NBSEm=NBS，即，即仅仅由匝数由匝数N，线线圈面圈面积积S，磁感，磁感强强度度B和角速度和角速度四个量决定。与四个量决定。与轴轴的具体位置，的具体位置，线线圈的圈的形状及形状及线线圈是否圈是否闭闭合无关合无关.第31页，讲稿共44张，创作于星期三如果把线圈和电阻组成闭合电路，设线圈的电阻为如果把线圈和电阻组成闭合电路，设线圈的电阻为r，外接电阻为，外接电阻为R，则电路的外电压的瞬时值为，则电路的外电压的瞬时值为 R外SE rR=R外+r即u=Umsint 第32页，讲稿共44张，创作于星期三eoEmT/4
13、T/42T/42T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt t交流电的图像交流电的图像 第33页，讲稿共44张，创作于星期三开始位置开始位置名名 称称公公 式式图图 象象中性面中性面瞬时电动势瞬时电动势瞬时电流瞬时电流瞬时电压瞬时电压i=Imsinsinte=Emsintu=Umsinsin teEm-Emt0iIm-Imt0uUm-Umt0第34页，讲稿共44张，创作于星期三 1、如、如图图所示，面所示，面积积均均为为S的的单单匝匝线线圈圈绕绕其其对对称称轴轴或中心或中心轴轴在在匀匀强强磁磁场场B中以角速度中以角速度匀速匀速转动转动，能，能产产生正弦交生正弦交变电动势变电动
14、势eBSsin t的的图图是是()A第35页，讲稿共44张，创作于星期三2 2、某某台台家家用用柴柴油油发发电电机机正正常常工工作作时时能能够够产产生生与与我我国国照照明明电电网网相相同同的的交交变变电电流流现现在在该该发发电电机机出出现现了了故故障障，转转子子匀匀速速转转动动时时的的转转速速只只能能达达到到正正常常工工作作时时的的一一半半，则则它它产产生的交生的交变电动势变电动势随随时间变时间变化的化的图图象是（象是（）B第36页，讲稿共44张，创作于星期三3 3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势势et图象如图所示，则图象如图所示，则()A At
15、 t1 1、t t3 3时刻线圈通过中性面时刻线圈通过中性面B Bt t2 2、t t4 4时刻线圈中磁通量最大时刻线圈中磁通量最大C Ct t1 1、t t3 3时刻线圈中磁通量变化率最大时刻线圈中磁通量变化率最大D Dt t2 2、t t4 4时刻线圈平面与中性面垂直时刻线圈平面与中性面垂直AD第37页，讲稿共44张，创作于星期三4 4、矩矩形形线线圈圈在在匀匀强强磁磁场场中中匀匀速速转转动动，所所产产生生的的交交变变电电流流的的图图象象如如图图所所示示，下下列列说说法法中中正正确确的是的是()A A在在t t1 1、t t3 3时时刻刻线线圈圈处处于中性面位置于中性面位置B B在在t t
16、2 2、t t4 4时时刻穿刻穿过线过线圈的磁通量圈的磁通量为为零零C C在在t t1 1时时刻到刻到t t4 4时时刻刻线线圈圈转过转过的角度的角度为为D D若若从从0 0时时刻刻到到t t4 4时时刻刻经经过过0.02s0.02s，则则在在1s1s内内交交变变电电流流的的方方向向改改变变100100次次D第38页，讲稿共44张，创作于星期三5.有有一一个个正正方方形形线线圈圈的的匝匝数数为为10匝匝，边边长长为为20cm，线线圈圈总总电电阻阻为为1，线线圈圈绕绕OO轴轴以以n=300r/min的的转转速速匀匀速速转转动动，如如图图，匀匀强强磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度为为0.5T，当当
17、线线圈圈平平面面通通过过中中性性面面时时开开始始计计时时，试试求：求：(1)线线圈中瞬圈中瞬时时感感应电动势应电动势的表达式；的表达式；(2)由由t=0到到t=T/2过过程程中中的的平平均均感感应应电电动动势势的的大大小小？在在此此过过程程中中通通过过线线圈圈某某一截面的一截面的电电荷量？荷量？(3)若若线线圈圈平平面面平平行行磁磁感感线线时时开开始始计计时时，求求线线圈在圈在t=T/6时时刻的刻的电动势电动势大小；大小；第39页，讲稿共44张，创作于星期三6.(20126.(2012潍坊模拟潍坊模拟)如图所示，单匝矩形如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈的一半放在具
18、有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线线圈轴线OOOO与磁场边界重合，线圈绕与磁场边界重合，线圈绕OOOO轴逆时针匀速转动，轴逆时针匀速转动，t=0t=0时刻线圈平面时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿与磁场方向垂直，规定电流方向沿adcbaadcba为正方向，则线圈内感应电流随时间变化为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是的图象是()()A第40页，讲稿共44张，创作于星期三7.(20127.(2012厦厦门门模模拟拟)如如图图所所示示,矩矩形形线线圈圈abcdabcd在在匀匀强强磁磁场场中中可可以以分分别别绕绕垂垂直直于于磁磁场场方方向向的的轴轴P P1 1和和P P2 2以以相相同
19、同的的角角速速度度匀匀速速转转动动,当当线圈平面转到与磁场方向平行时线圈平面转到与磁场方向平行时()()A.A.线线圈圈绕绕P P1 1转转动动时时的的电电流流等等于于绕绕P P2 2转转动动时时的的电电流流B.B.线线圈圈绕绕P P1 1转转动动时时的的电电动动势势小小于于绕绕P P2 2转转动动时时的的电动势电动势C.C.线线圈圈绕绕P P1 1和和P P2 2转转动动时时电电流流的的方方向向相相同同,都都是是abcdabcdD.D.线线圈圈绕绕P P1 1转转动动时时dcdc边边受受到到的的安安培培力力大大于于绕绕P P2 2转动时转动时dcdc边受到的安培力边受到的安培力A第41页，讲
20、稿共44张，创作于星期三变式训练8如如图图甲甲所所示示，一一矩矩形形线线圈圈abcd放放置置在在匀匀强强磁磁场场中中，并并绕绕过过ab、cd中中点点的的轴轴OO以以角角速速度度逆逆时时针针匀匀速速转转动动若若以以线线圈圈平平面面与与磁磁场场夹夹角角45时时(如如图图乙乙)为为计计时时起起点点，并并规规定定当当电电流自流自a流向流向b时电时电流方向流方向为为正正则则图图的四幅的四幅图图中正确的是中正确的是()D第42页，讲稿共44张，创作于星期三9 瞬瞬时时值值表表达达式式的的书书写写如如图图4所所示示，图图线线a是是线线圈圈在在匀匀强强磁磁场场中中匀匀速速转转动动时时所所产产生生正正弦弦交交流流电电的的图图象象，当当调调整整线线圈圈转转速速后后，所所产产生生正正弦弦交交流流电电的的图图象象如如图图线线b所所示示，以以下下关关于于这这两两个个正正弦弦交交流流电电的的说说法法正正确确的的是是 ()A在在图图中中t0时时刻穿刻穿过线过线圈的磁通量均圈的磁通量均为为零零B线线圈先后两次圈先后两次转转速之比速之比为为3 2C交流交流电电a的瞬的瞬时值时值表达式表达式为为u10sin 5t(V)D交流交流电电b的最大的最大值为值为5 VBC第43页，讲稿共44张，创作于星期三感感谢谢大大家家观观看看第44页，讲稿共44张，创作于星期三