人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》第一节：交变电流课件(共17张PPT)

交变电流教学目标1．理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。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和最大值及中性面的准确含义。问题反馈1.正弦式交变电流的感应电动势如何推导？（1、5、6、9、10、11）2.交流电的优点。（2）3.交变电流电压表达式与周的位置有关系吗？（4、11）4.中性面、峰值面的特点。（5、7）5.中性面处为什么无感应电流？（8）1、直流电流(DC)2、交变电流(AC)一、交变电流的概念方向不随时间变化的电流称为直流电。电池供给的电流,大小和方向都不随时间变化,所以属于直流.家庭电路中的电流,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。思考1.图中的电流i随时间t变化的图像中,表示交流电的是().BCD二、交变电流的产生交变电流产生条件：线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动过程分析过程分析A(B)D(C)A(B)D(C)BA过程分析D(C)A(B)BD(C)A(B)BABeoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt二、交变电流的产生甲乙丙丁甲B⊥S中性面垂直磁场方向的平面叫做中性面。过程分析B∥SA(B)D(C)则有tEemsine为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）．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,ab和cd为L1,bc和ad为L2）tLLNBesin21NBSLNBLEm21令tvNBLesin2122Lvθv⊥1.（1）电动势按正弦规律变化tEemsin（2）电流按正弦规律变化tIimsin（3）电路上的电压按正弦规律变化tUumsin电流通过R时：tIimsin.RIUiRumm，三、交变电流的变化规律☆成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时2.峰值表达式Em＝NBSω＝NΦmωIm＝EmR＋rUm＝ImR线圈平面与磁感线垂直的位置（1）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，线圈中的电动势为零（3）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次（2）线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的电动势为最大。中性面矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面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．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线例1CD特别提醒：(1)瞬时值表达式与开始计时的位置有关．①若线圈从中性面开始计时，e＝Emsinωt.②若线圈从位于与中性面垂直的位置开始计时，e＝Emcosωt.(2)峰值与开始计时的位置及线圈转动的时间无关，与线圈形状无关，与转轴的位置无关．eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttabcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB四、交流电的图像et0Em-Emit0Im-Im四、交流电的图像一矩形线圈，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e随时间的变化如图所示，下列说法中正确的是()A．t1时刻通过的磁通量为零B．t2时刻通过的磁通量的绝对值最大C．t3时刻通过的磁通量变化率的绝对值最大D．每当e变换方向时通过的磁通量的绝对值最大【答案】D例3【精讲精析】因电动势按余弦规律变化，故初始时刻线圈处于垂直中性面的位置，至t1时刻恰好到达中性面，磁通量最大，A错；t2时刻又垂直中性面，磁通量为零，但其变化率最大,B错；t3时刻又到达中性面，磁通量最大，但其变化率为零，C错；e变换方向时正是其大小为零时，也恰好是磁通量最大时．【答案】D