高中物理-第五章-交变电流第一节-交变电流课件-新人教版选修32.ppt

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本章研究的交变电流知识，有着广泛的应用，与生产和生活实际有着密切的联系．交变电流的产生及其描述方法，交变电流的根本规律及其应用——变压器、电强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中就会产生大小和方向均随时间作周期性变化的电动势，即交变电动势，如以以下图．
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(3)中性面：当线圈转动到其平面与磁感线垂直的位置时，线圈所在的平面叫做中性面．
①线圈位于中性面时，线圈中的各个边均不切割磁感线，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势、感应电流的瞬时值均为零．
②线圈每次通过中性面时，其内部的电流方向就要发生改变．线圈转动一周经过中性面两次，感应电流的方向改变两次．
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(4)我国工农业生产及生活使用的交变电流(即市电)都是正弦式电流．
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特别提醒：
〔1〕在线圈转动过程中，磁通量最大时，磁通量变化率恰好为零；磁通量为零时，磁通量变化率恰好最大.
〔2〕感应电动势的大小由磁通量变化率决定，与磁通量的大小没有直接关系.
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以以以下图中哪些情况线圈中产生了交流电 (　　)
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答案：BCD
解析：紧扣正弦交流电产生的条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状没有特别要求.
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(1)函数形式：电动势瞬时值e＝Emsinωt；电压的瞬时值u＝Umsinωt；电流的瞬时值i＝Imsinωt；
(2)图象形式：用正弦(或余弦)曲线表示交变电流随时间的变化规律，如以以以下图所示．
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(3)特点分析：
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线圈转动过程中的平均电动势如何求？
答案：线圈在转动过程中某一段时间内或从一个位置到另一个位置的过程中所产生的电动势，称为平均电动势，它不等于始、末两时刻瞬时值的平均值，必须用法拉第电磁感应定律计算，即
同理，计算交变电流在某段时间内通过导体横截面的电荷量，也必须用平均值，即
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如以以下图，虚线OO′的左边存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，右边没有磁场．单匝矩形线圈abcd的对称轴恰与磁场右边界重合，线圈平面与磁场垂直．线圈沿图示方向绕OO′轴以角速度ω匀速转动(即ab边先向纸外、cd边先向纸里转动)，规定沿a→b→c→d→a方向为感应电流的正方向．假设从图示位置开始计时，以下四个图象中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是(　　)
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解析： ab一侧的线框在磁场中绕OO′转动产生正弦交变电流，由楞次定律得电流方向为d→c→b→a且越来越大； ，ab一侧线框在磁场外，而dc一侧线框又进入磁场，产生交变电流，电流方向为d→c→b→a且越来越小，以此类推，可知i－t图象为B.
答案：B
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如以以下图，一面积为S的单匝矩形线圈处于有界磁场中，能使线圈中产生交变电流的是 (　　)
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A．将线圈水平向右匀速拉出磁场
B．使线圈以OO′为轴匀速转动
C．使线圈以ab为轴匀速转动
D．磁场以B＝B0sinωt规律变化
答案：BCD
解析：将线圈向右拉出磁场时，线圈中电流方向不变，A错，B、C两种情况下产生交变电流，只是在C情况下当线圈全部位于磁场外的一段时间内线圈内没有电流，由法拉第电磁感应定律可知D种情况下产生按余弦规律变化的电流，B、C、D对.
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如以以以下图(a)所示，“匚〞形金属导轨水平放置，导轨上跨接一金属棒ab，与导轨构成闭合回路，并能在导轨上自由滑动．在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中通以以以以下图(b)所示的交变电流，规定电流方向自c向d为正，那么ab棒受到向左的安培力的时间是 (　　)
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A．0→t1　　　　　　　 B．t1→t2
C．t2→t3 D．t3→t4
解析：0→t1时间内，电流i由c→d且逐渐增大，由安培定那么及楞次定律可判定：闭合回路中的磁场方向垂直纸面向里，金属棒ab中的电流方向由a→b，再由左手定那么可判定，此时ab棒所受安培力向左．选项A正确．同理