高中物理选修3-2第五章第一节交变电流ppt课件.ppt

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 增反减同 秦山核电站 内蒙古准格尔热电厂 黄河小浪底水电站 达板城风力发电站 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 1交变电流 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 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 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 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 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 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 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 最大 但线圈中电动势为0 A D B 线圈与磁场平行时 最小 但线圈中的电动势最大 A B C D AB CD宽L1 AD BC长L2 线圈与磁场垂直时 最大 但线圈中的电动势最小为零 则AB边电动势与DC边电动势大小相等 方向在回路相同 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 1 电动势按正弦规律变化 2 电流按正弦规律变化 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 甲 乙 丙 丁 A B C D A B C D A B C D A B C D 四 交流电的图像 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 四 交流电的图像 i t 0 Im Im 1 下列表示交变电流的有 CE 五 课堂提高 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 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 C 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 100 rad 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 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 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 Emsin tEm NBS 叫电动势的最大值 峰值 i Imsin tIm Em R r叫电流的