高中物理选修3-2第五章第一节交变电流 课件(共22张PPT)

河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理思考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？3、感应电流的磁场方向与原磁通量方向之间有何关系？知识回顾sinEBLVEnt增反减同河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理新课导入公路旁、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？河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理1交变电流河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理一、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河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理二、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河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理交变电流交变电流——大小和方向都随时间做周期性变化的电流简称交流如：家庭电路中的电流直流----方向不随时间变化的电流如：电池提供的电流如：河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理初识交变电流手摇发电机那么交变电流是如何产生的呢？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，而且方向也在改变河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理交流发电机模型二、交变电流的产生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？河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理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ABCDADB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.河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理ADBVV线圈与磁场平行时Φ最小，但线圈中的电动势最大.ABCDAB、CD宽L1，AD、BC长L2线圈与磁场垂直时Φ最大，但线圈中的电动势最小为零.河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理BvA(B)D(C)t=0θ则AB边电动势与DC边电动势大小相等，方向在回路相同sineBStsineNBStAB、CD长L1，AD、BC宽L2一匝线圈产生的电动势N匝线圈产生的电动势河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理瞬时值tEemsin（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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=NBSωsinttLLNBesin21由21LLNBEm峰值河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理甲乙丙丁ABCDABCDABCDABCD四、交流电的图像河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理1、线圈转动一周电流方向改变几次？电流方向改变在什么位置？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？最大探究思考中性面两次河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt四、交流电的图像it0Im-Im河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理iittit(A)(B)(C)(D)0000t(E)0teu1、下列表示交变电流的有（）CE五、课堂提高河北省承德市第二中学高二·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，以下说法中正确的是（）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C河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理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et0t1t2t3t4Em-EmC河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理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。解：电动势瞬时值的表达式为：电流峰值为：电流瞬时值的表达式为：sin400sin100eEttm0.2AmmEIRsin0.2sin100miItt河北省承德市第二中学高二·新课标版·物理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）。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e=EmsinωtEm=NBSω叫电动势的最大值（峰值）i=ImsinωtIm=Em/R+r叫电流的最大值（峰值）小结2、垂直磁场方向的平面叫做中性面。.RIUiRumm，电流通过R时：u=UmsinωtUm=ImR叫电压的最大值（峰值）