高中物理选修3-2第五章第一节交变电流 课件(共22张PPT)
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高中物理第五章1交变电流课件选修32高二选修32物理课件

第五章 交变 电流 (jiāo biàn) 1 交变电流
12/10/2021
第一页,共四十八页。
[学习(xuéxí)目标]
1.会观察电流(或电压)的波形图,理解交变(jiāo biàn)电流和直流的概念.
2.理解交变电流的产生过程,会分析电动势和电流方向的变化规律.
3.知道交变电流的变化规律及表示方法,知道交变电流的瞬时值、峰值的物理(wùlǐ) 含义.知道中性面的物理特点.
12/10/2021
第十八页,共四十八页。
(1)线圈通过甲位置(wèi zhi)时AB边产生的感应电动势为多大? (2)线圈通过乙位置时整个线圈中的感应电动势为多大? (3)若线圈有N匝,则线圈通过丙位置时整个线圈的感应电动势为多大?
答案(dá àn):(1)eAB=0.
(2)整个线圈中的感应电动势由 AB 和 CD 两部分组成,且 eAB=eCD=BL1vsin ωt=
12/10/2021
第二页,共四十八页。
课前预习 掌握 新知 (zhǎngwò)
知识(zhī shi)梳理
一、交变电流
1.交变电流: 大小 和
方向 随时间(shíjiān)做周期性变化的电流叫交变电
流,简称 交流电 . 2.直流: 方向 不随时间变化的电流称为直流.
大小和方都向不随时间变化的
电流叫恒定电流.
1 Ω,线圈绕OO′轴以 10π rad/s的角速度匀速转动,如图所示,垂直于线圈平面向里的 匀强磁场的磁感应强度为 0.5 T.
12/10/2021
第二十六页,共四十八页。
(1)求该线圈产生的交变(jiāo biàn)电流的电动势最大值、电流最大值分 别为多少?
解析:(1)交变电流电动势最大值为 Em=2NBlv=2NBlω l =NBSω= 2
12/10/2021
第一页,共四十八页。
[学习(xuéxí)目标]
1.会观察电流(或电压)的波形图,理解交变(jiāo biàn)电流和直流的概念.
2.理解交变电流的产生过程,会分析电动势和电流方向的变化规律.
3.知道交变电流的变化规律及表示方法,知道交变电流的瞬时值、峰值的物理(wùlǐ) 含义.知道中性面的物理特点.
12/10/2021
第十八页,共四十八页。
(1)线圈通过甲位置(wèi zhi)时AB边产生的感应电动势为多大? (2)线圈通过乙位置时整个线圈中的感应电动势为多大? (3)若线圈有N匝,则线圈通过丙位置时整个线圈的感应电动势为多大?
答案(dá àn):(1)eAB=0.
(2)整个线圈中的感应电动势由 AB 和 CD 两部分组成,且 eAB=eCD=BL1vsin ωt=
12/10/2021
第二页,共四十八页。
课前预习 掌握 新知 (zhǎngwò)
知识(zhī shi)梳理
一、交变电流
1.交变电流: 大小 和
方向 随时间(shíjiān)做周期性变化的电流叫交变电
流,简称 交流电 . 2.直流: 方向 不随时间变化的电流称为直流.
大小和方都向不随时间变化的
电流叫恒定电流.
1 Ω,线圈绕OO′轴以 10π rad/s的角速度匀速转动,如图所示,垂直于线圈平面向里的 匀强磁场的磁感应强度为 0.5 T.
12/10/2021
第二十六页,共四十八页。
(1)求该线圈产生的交变(jiāo biàn)电流的电动势最大值、电流最大值分 别为多少?
解析:(1)交变电流电动势最大值为 Em=2NBlv=2NBlω l =NBSω= 2
人教版高二物理选修3-2 第五章交变电流第1节《交变电流》课件(共40张PPT)

电流i通过R时:ui R , U mImR.
成立条件: 转轴垂直匀强磁场,经中性面时开始计时
四、交流电的图像
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
d
k
L
A
B
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
四、交流电的图像
e
Em
0
t
-Em
i
Im
0
一 科 护 士 长 。这五 年间,在 院领导 班子和 科主任 领导下 ,能坚持 学习,撰 写论 文。 “门诊
做一做
二、交变电流的产生
1、线圈在匀强磁场中绕垂直于
磁场的轴匀速转动
2、过程分析
(1)在线圈转动的过程中,那些边会产生感应电动势?
ab边 cd边
(2)怎样将立体图转化为平面图?
将立体图转化为平面图
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 A B D ,属于正弦交变电流的是 A 。
i t
A
B
C
D
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
人教版选修3-2 第五章 第1节 交变电流 课件(30张)

(2)线圈处于中性面位置时,穿过线圈Φ最大,但
ΔΦ Δt
=0,e
=0,i=0.
(3)线圈越过中性面,线圈中I感方向要改变.线圈转一周,
感应电流方向改变两次.
3.两个特殊位置的对比分析
名称
中性面
中性面的垂面
位置
线圈平面与 线圈平面 磁场垂直 与磁场平行
磁通量
最大
零
磁通量的变化率
零
最大
感应电动势
零
最大
3.图象特点 (1)恒定电流的图象是一条与时间轴平行的直线. (2)交变电流的图象随时间做周期性变化,如图所示是正弦 式交变电流的图象.
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.交流电 C.恒定电流
B.直流电 D.涡流
解析:选A 交流电是指电流的方向发生变化的电流,直流 电的方向不变,而恒定电流的大小与方向均不变,涡流是感应 电流,而手摇交流发电机产生的是交流电,故A正确,B、C、D 错误.
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:选C 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,两次经过中性面,感应 电动势和感应电流的方向都改变两次,所以C正确.
5.(多选)(2018·辽宁抚顺市检测)矩形线 圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线 圈中产生如图所示的交流电,则对应t1时刻 线圈的位置可能为下图中的( )
高中物理新课标版人教版选修3-2精品课件:5.0《交变电流》PPT课件(共121页)

1、线圈转动一周,多少次经过中性面? 电流方向改变多少次?
2、线圈转到什么位置时磁通量最大? 这时感应电动势是最大还是最小?
c(d)
O a(b)
3、线圈转到什么位置时磁通量最小? 这时感应电动势是最大还是最小?
中性面 线圈平面与磁感线垂直嘚位置叫做中性面
(1)线圈经过中性面时,穿过线圈嘚磁通量最大,但磁通量嘚变化率为零,线圈中嘚电动势为零
(1)周期: 交变电流完成一次周期性变化所需嘚时间。
(2)频率:一秒内完成周期性变化嘚次数。
(3)角频率(圆频率):线圈在匀强磁场中转动嘚角速度。
(4)关系:
f 1 T
2 2f
T
一个周期内电流方向改变两次。
0.02
50
我国生产和生活用交流电嘚周期T=_______s,频率f= _______Hz,角速度ω=_______rad/s, 在1s内电流嘚方向变化_________1_次0。0π
e Em
0
t
t1 t2
t3 t4
-Em
5.2《描述交变电流 嘚物理量》
❖ (一)知识与技能
教 学目 标
❖ 1.理解什么是交变电流嘚峰值和有效值,知道它们之间嘚关系。
❖ 2.理解交变电流嘚周期、频率以及它们之间嘚关系。知道我国生产和生活用电嘚周期(频率)嘚 大小。
❖ (二)过程与方法
❖ 能应用数学工具描述和分析处理物理问题。
变
.
中性面
两次
课堂练习
4、线圈从中性面开始转动,角速度是ω,线圈中嘚感应电动势嘚峰值是Em,那么在任一时刻t感应电动势嘚瞬
时值e为
.若线圈电阻为R,则感应电流嘚瞬时值I为
.
e=Emsinωt
高中物理人教版选修3-2第五章交变电流第一节交变电流教学课件共26张PPT含多个视频(含flash插件)

小结: 一、交变电流的定义:大小和方向都随时间做周 期性变化,这样的电流叫做交变电流。
中性面:线圈平面经过与磁感线垂直的位置 二、交变电流的产生
瞬时值表达式推导 图象
成立条件:转轴垂直匀强磁场, 经中性面时开始计时
四、交流电的图像
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
e
Em
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
d
k
L
A
B
T/4
2T/4
3T/4
T
t
o
/2
π
π
3/2 π
2
ωt
π
四、交流电的图像
五、交变电流的种类
(1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲
过程分析
A(B)
B⊥S
Φ最大
E=0
I=0
中性面
D(C)
将立体图转化为平面图
垂直磁场方向的平面叫做中性面。
线圈经过中性面时,Φ最大,但线圈中的
电动势为零
(V // B)
B∥S Φ=0 E最大
I最大
A(B)
D(C)
感应电流方向B到A
线圈与磁场平行时,Φ最小,但线圈 中的电动势最大 (V⊥B)
B A(B)
三、交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时,在时刻t线圈中的感应电动势 (ab和cd边切割磁感线)
高中物理选修3-2课件:第五章交变电流-1交变电流

答案:C
2.如图所示,匀强磁场 B=0.1 T,所用矩形线圈的 匝数 N=100,边长 ab=0.2 m,bc=0.5 m,以角速度 ω =100π rad/s 绕 OO′轴匀速转动.当线圈平面通过中性面 时开始计时,试求:
(1)线圈中瞬时感应电动势的大小; (2)由 t=0 至 t=T4过程中的平均感应电动势值; (3)若从线圈平面平行磁感线时开始计时,求线圈在 t =T6时刻的电动势大小.
答案:CD
题后反思 (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.
1.如图所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直 于磁场方向的转轴 OO′以恒定的角速度 ω 转动,从线圈 平面与磁场方向平行时开始计时,则在2πω~23ωπ 这段时间 内( )
3.中性面
(1)定义:线圈平面与磁场垂直的位置. (2)特点:线圈在此位置磁通量最大,电动势为零, 线圈经过中性面时,感应电流的方向要发生改变.
判断正误
(1) 只 要 线 圈 在 磁 场 中 转 动 , 就 可 以 产 生 交 变 电 流.(×)
(2) 当 线 圈 中 的 磁 通 量 最 大 时 , 产 生 的 电 流 也 最 大.(×)
还是选 e=Emcos ωt.
1.交流发电机在工作时电动势为 e=Emsin ωt,若将 发电机的角速度提高一倍,同时将线框所围面积减小一
半,其他条件不变,则其电动势变为( )
A.e′=Emsinω2t
B.e′=2Emsinω2t
C.e′=Emsin 2ωt D.e′=E2msin 2ωt
解析:交变电流的瞬时值表达式 e=Emsin ωt,其中 Em=NBSω,当 ω 加倍而 S 减半时,Em 不变,故 C 正确.
2.如图所示,匀强磁场 B=0.1 T,所用矩形线圈的 匝数 N=100,边长 ab=0.2 m,bc=0.5 m,以角速度 ω =100π rad/s 绕 OO′轴匀速转动.当线圈平面通过中性面 时开始计时,试求:
(1)线圈中瞬时感应电动势的大小; (2)由 t=0 至 t=T4过程中的平均感应电动势值; (3)若从线圈平面平行磁感线时开始计时,求线圈在 t =T6时刻的电动势大小.
答案:CD
题后反思 (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.
1.如图所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直 于磁场方向的转轴 OO′以恒定的角速度 ω 转动,从线圈 平面与磁场方向平行时开始计时,则在2πω~23ωπ 这段时间 内( )
3.中性面
(1)定义:线圈平面与磁场垂直的位置. (2)特点:线圈在此位置磁通量最大,电动势为零, 线圈经过中性面时,感应电流的方向要发生改变.
判断正误
(1) 只 要 线 圈 在 磁 场 中 转 动 , 就 可 以 产 生 交 变 电 流.(×)
(2) 当 线 圈 中 的 磁 通 量 最 大 时 , 产 生 的 电 流 也 最 大.(×)
还是选 e=Emcos ωt.
1.交流发电机在工作时电动势为 e=Emsin ωt,若将 发电机的角速度提高一倍,同时将线框所围面积减小一
半,其他条件不变,则其电动势变为( )
A.e′=Emsinω2t
B.e′=2Emsinω2t
C.e′=Emsin 2ωt D.e′=E2msin 2ωt
解析:交变电流的瞬时值表达式 e=Emsin ωt,其中 Em=NBSω,当 ω 加倍而 S 减半时,Em 不变,故 C 正确.
人教版 高二物理 选修3-2 第五章:5.1 交变电流(共20张PPT)

家庭电路 的正弦式 交流电
示波器中 的锯齿波 扫描电压
电子计算 机的矩形
脉冲
激光通 信的尖 脉冲
一、交变电流的概念
方向变化 方向不变
交流电 (AC) 大小变化(脉动直流)
直流电 (DC) 大小不变(恒定电流)
可见:方向是否改变是区别直流和交流的标准!
二、交变电流的产生
思考(1):画出正视图
思考(2):从切割磁感线角度 分析当前状态下的瞬时感应电 动势的大小及方向。
e Em
T/4 T/2 3T/4
T
t
0
-Em
练习1.某线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动,
产生如图所示的交流电,由图可知( )D
A.在A和C时刻线圈处于中性面位置 B.在B和D时刻穿过线圈的磁通时0.02s,则在1s内电流方向改变100次
(C)D
v LAD
2
e NBLABLAD sin t
设线圈面积S LABLAD,则
e NBS sin t Em sin t
B
(其中Em NBS)
三、正弦式交流电
1.产生条件: (1)线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动 (2)线圈从中性面位置开始转动(计时起点在中性面)
2.规律:
i
BC
0A
D
t
思考(3):填写下表
v
v C(D)
×B
磁通量Φ
电动势E 磁通量的变 化率△Φ/△t
0 最大 最大
A(B)
磁通量Φ 最大
0
最大
0
电动势E
0
最大
0
最大
磁通量变
化率
0
最大
0
最大
(人教版)高中物理选修3-2课件:第5章 交变电流1

(3)Em=nBSω,有 B=nESmω=25×16×150-4×100π T=0.4
T.
答案:
(1)0
1 (2)6π
(3)0.4 T
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
图象的分析方法是: 一看:看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”,并 理解其物理意义. 二变:掌握“图与图”、“图与式”和“图与物”之间的 变通关系. 三判:在此基础上进行正确的分析和判断.
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
正弦交变电流的产生过程
1.产生方法:闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 匀速转动.
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
2.过程分析,由图可知
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
中性面
中性面的垂直位置
图示
位置 磁通量 Φ 磁通量变化率 感应电动势 感应电流 电流方向
线圈平面与磁场垂直
__最__大___ ___零____ ___零____ ___零____ __改__变___
线圈平面与磁场平行 ___零____ __最__大___ __最__大___ __最__大___ __不__变___
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
求解交变电动势瞬时值的步骤: (1)确定线圈转动是从哪个位置开始计时. (2)确定表达式是正弦还是余弦. (3)确定线圈转动的角速度 ω 及线圈匝数 N、磁感应强度 B、 线圈面积 S 等. (4)求出峰值 Em=NBSω,写出表达式,代入时间求瞬时值.
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e=Emsinωt
i=Imsinωt
Em=NBSω叫电动势的最大值(峰值)
Im=Em/R+r 叫电流的最大值(峰值)
电流通过R时: u iR,U m I m R.
u=Umsinωt
高二 ·新课标版 ·物理
Um=ImR
叫电压的最大值(峰值)
河北省承德市第二中学
3、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定 轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,下面说法 中正确的是 C 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的绝对值最大 D.每当e变换方向时,通过线圈的磁通量绝对值最小
下说法中正确的是 (
) C
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
高二 ·新课标版 ·物理 河北省承德市第二中学
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高二 ·新课标版 ·物理
河北省承德市第二中学
新课导入
公路旁、旷野上,坚实的钢架拖着、吊着粗大的金属线 ,仿佛由天际而来,向天际而去
这些由发电厂,变电站而来的输电线,将电能输送到城
市、农村,工厂,输送到千家万户更输送进了我们的课堂。 电与我们的生活联系变得越来越紧密,为人类的发展和社会 的进步做着重要的贡献。 那么来自发电厂的电有什么特性?这些电是如何产生 的呢?它们又遵循什么样的规律呢?
探究思考
1、线圈转动一周电流方向改变几次?两次
电流方向改变在 什么位置?
中性面
2、线圈转到什么位置时磁通量最大?这时感应电动势是最 大还是最小? 中性面 最小
3、线圈转到什么位置时磁通量最小? 垂直中性面 这时感应电动势是最大还是最小? 最大
高二 ·新课标版 ·物理 河北省承德市第二中学
四、交流电的图像
一匝线圈产生的电动势 e N匝线圈产生的电动势
高二 ·新课标版 ·物理
BS sin t
e NBS sin t
河北省承德市第二中学
由
e NB L1 L2 sin t =NBSωsin t
瞬时值e
峰值 Em NBL1 L2
E m sin t
交变电流的变化规律
解:电动势瞬时值的表达式为: e E sin t 400sin100 t m
电流峰值为: 电流瞬时值的表达式为:
Em Im 0.2 A R
i I m sin t 0.2sin100 t
高二 ·新课标版 ·物理 河北省承德市第二中学
小结
1、交变电流定义(AC):方向随时间作周期性变化的电流。方向 不随时间变化的电流为直流电(DC)。 2、垂直磁场方向的平面叫做中性面。 3、交变电流的变化规律: (1)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。 (2)大小变化规律
AB、CD宽L1,AD、BC长L2
V
B A D C
A D
V
B
线圈与磁场平行时Φ 最小,但线圈中 的电动势最大.
高二 ·新课标版 ·物理
线圈与磁场垂直时Φ最大,但线圈中的电动 势最小为零.
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A(B)
θ
v
B
D(C)
AB、CD长L1,AD、BC宽L2
则AB边电动势与DC边电动势大小相等,方向在回路相同
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初识交变电流 连接示教电流 计观察指针在 零位置两侧摆 动说明不但电 流大小改变, 而且方向也在 改变
那么交变电流是如何产生的呢?
高二 ·新课标版 ·物理
手摇发电机
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二、交变电流的产生
交 流 发 电 机 模 型
同学们思考当线圈转动时电流大小会不 会发生变化?电流方向是否改变呢?
(1)电动势按正弦规律变化 (2)电流按正弦规律变化
e Em sin t
成立条件: 转轴垂直匀强磁in t
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四、交流电的图像
B
A C D A
B
D
C
甲
C D B A
高二 ·新课标版 ·物理
乙
C D A B
丙
丁
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高二 ·新课标版 ·物理
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1 交 变 电 流
高二 ·新课标版 ·物理
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一、学 习 目 标
1.理解交变电流的产生原理
2.掌握交变电流的变化规律及表示方法
3.理解交变电流的瞬时值,最大值及中性
面的概念
4.培养观察能力、空间想象能力以及立体
图转化为平面图形的能力
高二 ·新课标版 ·物理
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二、重点和难点
1.重点: 交变电流产生的过程分析
2.难点: 交变电流的变化规律及应用
高二 ·新课标版 ·物理
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交变电流
直流---方向不随时间变化的电流如:电池 提供的电流如:
交变电流——大小和方向都随时间做周期性 变化的电流简称交流 如:家庭电路中的电流
高二 ·新课标版 ·物理
e
Em
0
-Em
高二 ·新课标版 ·物理
t1 t2
t3 t4
t
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4、一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为 Em=400V,线圈匀速转动的角速度为ω=100πrad/s ,试写出电动 势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件,总电 阻为2000Ω,电路中电流的峰值是多少?写出电流瞬时值的表达式。
e
Em
T/4 2T/4 3T/4 3π/2 T 2π
t
ωt
o
π/2
π
Im
i
0
t
-Im
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五、课堂提高
1、下列表示交变电流的有( CE )
i
0
u
i t (B)
e
t
t (A)
0
0
t (C)
i
0
0
t (E)
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(D)
高二 ·新课标版 ·物理
2、关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,以
高二 ·新课标版 ·物理 河北省承德市第二中学
为了能更方便地说明问题,我们将立体图转化为 平面图来分析 A
B A C
D
B
D 中性面:线圈平面与磁感线垂直的位置.此位置各边不
切割故呈电中性所以叫中性面 特点:线圈经过中性面时,Φ最大,但线圈中电动势为0.
高二 ·新课标版 ·物理 河北省承德市第二中学
知识回顾
思考1、电磁感应现象发生的条件是什么?
磁通量发生变化。
2、计算感应电动势有哪些基本表达式? 感应电动势计算遵循什么定律? En E BLV sin t 3、感应电流的磁场方向与原磁通量方向之间有何关 系?
增反减同
高二 ·新课标版 ·物理 河北省承德市第二中学
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