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。,BS,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,BS,=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,BS,最大,E=0,I=0,中性面,BS,=0,E、I最大,感应电流方向C到D,V/B,VB,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，eEmsin，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=Emsint=400sin314t,电动势瞬时值的表达式为：,电流峰值为：,Im=Em/R=4002000A=0.2A,电流瞬时值的表达式为：,i=Imsint=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()At0时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01s时刻，的变化率最大Ct0.02s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eBSsint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eBSsint，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e0.5sin(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eBSsint，可得20rad/s由BS0.5可求出BS数值，即磁通量的最大值mBS,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