鲁科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交变电流与远距离输电 第2节 交变电流的产生 (3).ppt

;学习目标;基础落实·必备知识全过关;;一、交流发电机的原理

1.交流发电机的原理:由法拉第电磁感应定律可知,只要通过闭合回路的

发生变化,就可以产生和。?

2.固定不动,让在磁极中旋转,使穿过线圈的________发生变化而产生感应电动势,这种发电机被称为旋转电枢式发电机。?

3.固定不动,让在电枢中旋转,使穿过线圈的

发生变化而产生感应电动势,这种发电机被称为旋转磁极式发电机。?

4.不论哪一种发电机,转动的部分都叫子,固定不动的部分都叫

子。?;想一想如何理解线圈平面与磁感线垂直时感应电动势为零,而线圈平面与磁感线平行时感应电动势最大呢?;二、正弦式交变电流的产生原理

1.产生条件:在匀强磁场中,矩形线圈绕方向的轴匀速转动。?

2.中性面:线圈在磁场中转动的过程中,线圈平面与磁感线时所在的平面。?

3.当线圈平面位于中性面时,线圈中的磁通量,线圈中的电流为,且线圈平面经过中性面时,电流方向就发生,故线圈转动一周电流方向改变次。?

想一想中性面是任意规定的吗?;三、正弦式交变电流的变化规律

1.正弦式交变电流:按规律变化的交变电流叫正弦式交变电流。?

2.正弦式交变电流瞬时值表达式

当从中性面开始计时:瞬时感应电动势e=,瞬时电压u=,瞬时感应电流i=。式中Em、Um、Im分别表示感应电动势、电压、感应电流的。?;3.交变电流的图像(如图所示);想一想交流发电机输出的电流都可以表示为i=Imsinωt吗?;易错辨析判一判

(1)中性面的特点是磁通量最大,但感应电动势为零。()

(2)线圈转一周有两次经过中性面,每转一周电流方向改变一次。()

(3)正弦式交变电流的图像一定是正弦函数曲线。()

(4)交变电流的感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt时,穿过线圈磁通量的瞬时值表达式为Φ=Φmcosωt。();即学即用练一练

1.当摇动如图所示的手摇交流发电机时,发现小灯泡闪烁,此时流过小灯泡的电流是()

A.???变电流 B.直流电

C.恒定电流 D.涡流;2.关于线圈在匀强磁场中转动时产生的交变电流,以下说法正确的是()

A.线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变

B.线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次

C.线圈平面每经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都要改变一次

D.线圈转动一周,感应电动势和感应电流方向都要改变一次;解析线圈转至中性面时,线圈平面垂直于磁感线,磁通量最大,但磁通量的变化率、感应电动势、感应电流均为零,电流方向恰好发生变化。因此,线圈在匀强磁场中转动产生交变电流时,每经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都要改变一次,线圈每转动一周,经过中性面两次,感应电动势和感应电流的方向都改变两次,所以C正确。;;;要点提示(1)矩形线圈转动时,电流计指针左右摆动,说明流过电流计的电流方向改变,线圈转动产生的是交变电流。(2)可总结出产生交变电流的条件:线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时可产生交变电流。(3)线圈中的电流方向可用楞次定律或右手定则判断。;;2.交变电流的产生过程分析;闪光语录正弦交变电流的产生条件:(1)匀强磁场。(2)线圈匀速转动。(3)线圈的转轴垂直于磁场方向。;;解析线框在匀强磁场中匀速转动时,在中性面即线框与磁感线垂直时,磁通量最大,感应电流为零,而在题中图示位置线框与磁感线平行,磁通量最小,感应电流最大,A、B错误,C正确;经过中性面位置时,感应电流方向改变,D正确。;规律方法正弦式交变电流的产生原理

(1)产生正弦式交变电流的条件是:线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动,与线圈的形状和转轴的位置无关。

(2)线圈在中性面位置时磁通量最大,感应电流为零。线圈在垂直于中性面位置时,磁通量为零,感应电流最大。

(3)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,经过中性面两次,感应电流的方向改变两次。;针对训练1

(多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产生了交变电流,下列说法正确的是()

A.当线框位于中性面时,线框中感应电动势最大

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

C.当线框经过中性面时,感应电动势或感应电流的方向就改变一次

D.线框经过中性面时,各边切割磁感线的速度为零;解析线框位于中性面时,线框平面与磁感线垂直,穿过线框的磁通量最大,但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行,即各边切割磁感线的速度为零,此时穿过线