高中物理 5.1 交变电流（问题探究式）同课异构课件 新人教版选修32.ppt

第五章交变电流 学案1交变电流 一 交变电流 1 直流电流 dc 方向不随时间变化的电流 2 交变电流 ac 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 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 交变电流是如何产生的呢 二 交变电流的产生 二 交变电流的产生 1 在线圈转动的过程中 那些边会产生感应电动势 ab边cd边 2 怎样将立体图转化为平面图 1 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 3 在线圈由甲转到乙的过程中 ab边中电流向哪个方向流动 丙转到丁呢 由a b 由b a 将立体图转化为平面图 二 交变电流的产生 二 交变电流的产生 n s s n a b c d a d 判断此位置有没有感应电流 方向怎么样 二 交变电流的产生 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 v b 二 交变电流的产生 判断此位置有没有感应电流 方向怎么样 n s s n 二 交变电流的产生 b s 0 e最大 i最大 感应电流方向a到b 线圈与磁场平行时 最小 但线圈中的电动势最大 v b 二 交变电流的产生 b s 最大 e 0 i 0 中性面 b s 0 e i最大 感应电流方向b到a v b v b 二 交变电流的产生 线圈转动一周 多少次经过中性面 电流方向改变多少次 思考与讨论 1 中性面 垂直磁场方向的平面 1 线圈经过中性面时 穿过线圈的磁通量最大 bs 但 t 0最小 ab和cd边都不切割磁感线 线圈中的感应电动势为零 2 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 线圈平行与磁感线时 0 t最大 感应电动势最大 二 交变电流的产生 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 三 交变电流的变化规律 以线圈经过中性面开始计时 切割边l1 另一边l2 推导任意时刻t线圈中的感应电动势 演示 令 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 nbs nbs 1 电动势按正弦规律变化 2 电流按正弦规律变化 3 电压按正弦规律变化 电流i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 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 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 知识链结 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