高中物理 5.1 交变电流（讲授式）同课异构课件 新人教版选修3-2.ppt

第五章交变电流 学案1交变电流 演示 观察直流电和交变电流的波形图 1 直流电流 DC 2 交变电流 AC 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 一 交变电流 实验说明了什么 一 交变电流 1 下列表示交变电流的有 根据交变电流的定义分析 是否属于交变电流关键是看电流方向是否发生变化 而不是看大小 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动 二 交变电流的产生 二 交变电流的产生 交变电流产生示意图 1 在线圈由甲转到乙的过程中 AB边中电流向哪个方向流动 2 在线圈由丙转到丁的过程中 AB边中电流向哪个方向流动 3 当线圈转到什么位置时线圈中没有电流 转到什么位置时线圈中电流最大 4 大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线 从E经过负载流向F的电流记为正 反之为负 在横坐标上标出线圈到达甲 乙 丙 丁几个位置时对应的时刻 B S 最大 E 0 I 0 中性面 垂直磁场方向的平面叫做中性面 线圈经过中性面时 最大 但线圈中的电动势为零 将立体图转化为平面图 二 交变电流的产生过程分析 二 交变电流的产生过程分析 B S 0 E最大 I最大 感应电流方向B到A 线圈与磁场平行时 最小 但线圈中的电动势最大 二 交变电流的产生过程分析 B S 最大 E 0 I 0 中性面 B S 0 E I最大 感应电流方向C到D V B V B 二 交变电流的产生 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 线框在匀强磁场中绕OO 轴匀速转动 由上向下看是逆时针方向 当转到如图所示位置时 磁通量和感应电动势大小的变化情况是 A 磁通量和感应电动势都在变大B 磁通量和感应电动势都在变小C 磁通量在变小 感应电动势在变大D 磁通量在变大 感应电动势在变小 由题图可知 mcos e Emsin 所以磁通量变大 感应电动势变小 2 则有 e为电动势在时刻t的瞬时值 Em为电动势的最大值 峰值 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 三 交变电流的变化规律 1 电动势按正弦规律变化 2 电流按正弦规律变化 3 电路上的电压按正弦规律变化 电流通过R时 成立条件 转轴垂直匀强磁场 经中性面时开始计时 三 交变电流的变化规律 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 314rad 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2000 电路中电流的峰值是多少 写出电流瞬时值的表达式 e Emsin t 400sin314t 电动势瞬时值的表达式为 电流峰值为 Im Em R 400 2000A 0 2A 电流瞬时值的表达式为 i Imsin t 2sin314t 3 四 交变电流的图象 e t 0 Em Em i t 0 Im Im 四 交变电流的图象 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 四 交变电流的图象 教学录像 用示波器观察几种交变电流的波形图 四 交变电流的图象 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动 穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示 则下列说法中正确的是 A t 0时刻 线圈平面与中性面垂直B t 0 01s时刻 的变化率最大C t 0 02s时刻 交变电动势达到最大D 该线圈产生的相应交变电动势的图象如图乙所示 磁通量最大处于中性面 磁通量为零变化率最大 处于中性面磁通量最大变化率为零电动势为零 4 教学录像 交流发电机结构 科学漫步交流发电机 1 如图所示 面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度 匀速转动 能产生正弦交变电动势e BS sin t的图是 线圈只有在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 且从中性面开始计时 产生的电动势e BS sin t 由此判断 只有A选项符合 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 T1时刻通过线圈的磁通量为零 T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 每当e变换方向时 通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 3 如图所示 一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动 转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值为e 0 5sin 20t V 由该表达式可推知以下哪些物理量 A 匀强磁场的磁感应强度B 线框的面积C 穿过线框的磁通量的最大值D 线框转动的角速度 由e BS sin t 可得 20rad s由BS 0 5可求出BS数值 即磁通量的最大值 m BS 4 线圈在匀强磁场中匀速转动 产生交流电的图象如图所示 由图可知 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量为零C 在A时刻到D时刻线圈转过的角度为 弧度D 在A和C时刻磁通量变化率绝对值最大 中性面时 磁通量最大 感应电动势为零 感应电流为零 与磁感线平行时 磁通量为零 磁通量的变化率最大 感应电动势最大 感应电流最大 谢谢观看