高中物理人教版选修3251交流电流省公开课一等奖全国示范课微课金奖

5.1交变电流第五章交变电流

第1页交变电流(交流AC):大小和方向都随时间做周期性改变电流.第2页直流电(DC):电流方向不随时间而改变.大小能够改变第3页在如图所表示几个电流随时间改变图线中，属于交变电流是（），属于交变电流是（）tiABCDEF第4页一、交变电流产生:第5页第6页中性面：当线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个位置叫做中性面。思索：线圈每转动一周，经过中性面几次？第7页第8页没有边切割磁感应线中性面：B⊥S，Φ最大，E=0,I=0第9页B∥S，φ=0，E最大，I最大，感应电流方向b到a最大值面

a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线。第10页B⊥S,Φ最大，E=0,I=0又见中性面没有边切割磁感应线第11页B∥S，φ=0，E最大，I最大，感应电流方向a到b最大值面a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线。第12页a.磁通量Φ为0b.E最大，磁通量改变率ΔΦ/Δt最大

（1）中性面（线圈与磁感线垂直平面）（2）最大值面（线圈垂直中性面）结论：a.磁通量Φ最大b.E＝0，磁通量改变率ΔΦ/Δt为零c.当线圈转至中性面时，电流方向发生改变d.线圈转动一周电流方向改变两次第13页第14页第15页

设正方形线圈边长为L，在匀强磁场B中绕垂直于磁场对称轴以角速度匀速转动，如图所表示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O．1、用函数表示式描述交变电流交变电流描述第16页2、改变规律（总结）以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中感应电动势令则有e为电动势在时刻t瞬时值，Em为电动势最大值．普通为所以：e=BL1ωL2sinωtE=2BL1vsinωtV=ωL2/2第17页二．交变电流改变规律

以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中感应电动势（ab和cd边切割磁感线）e为电动势在时刻t瞬时值，Em为电动势最大值（峰值）电路中电压按正弦规律改变

电流经过R时：电路中电流按正弦规律改变第18页三、交变电流种类(1)正弦交流电(2)示波器中锯齿波扫描电压(3)电子计算机中矩形脉冲(4)激光通信中尖脉冲正弦交流电：闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场轴匀速转动时，产生交流电为正弦交流电。（两匀一垂直）第19页交流发电机介绍第20页第21页1、用一个强磁铁能够判断灯泡中电流是交流还是直流，请说明你做法并讲清理由．第22页2、矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向轴匀速转动，当线圈垂直中性面时，以下说法中正确是（）Ａ、穿过线圈磁通量最大，线圈中感应电动势最大．Ｂ、穿过线圈磁通量等于零，线圈中感应电动势最大．Ｃ、穿过线圈磁通量最大，线圈中感应电动势等于零．Ｄ、穿过线圈磁通量等于零，线圈中感应电动势等于零．B第23页3、交流发电机工作时电动势改变规律为e=EmSinωt，假如转子转速n提升一倍，其它条件不变，则电动势改变规律将改变为：A.

e=EmSin2ωtB.e=2EmSin2ωtC.e=2EmSin4ωtD.e=2EmSinωt答案B第24页4、一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内固定轴转动，线圈中感应电动势随时间改变规律如图所表示，下面说法中正确是：t1时刻经过线圈磁通量为零；t2时刻经过线圈磁通量绝对值最大；t3时刻经过线圈磁通量改变率绝对值最大；每当e变换方向时，经过线圈磁通量绝对值都为最大。

答案：D第25页第26页第27页5.2描述交变电流物理量第28页一、描述交变电流改变快慢物理量1．周期：交变电流完成一次周期性改变所需时间.用T表示，单位是s．2．频率：1s内交变电流完成周期性改变次数，用f表示，单位是Hz．我国工农业及生活用电周期为0.02s，频率为50Hz，电流方向每秒改变100次．描述交变电流物理量第29页二、描述交变电流大小物理量1、最大值：交流电在一个周期内所能到达最大数值．（1）最大值在实际中有一定指导意义，全部使用交流用电器，其最大耐值应大于其使用交流电压最大值.（2）最大值能够表示交变电流强弱或电压高低，但不适于用来表示交流产生效果．（3）线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场轴匀速旋转时，电动势最大值第30页2、有效值

（1）概念引入：为了反应交变电流所产生效果，引入有效值概念．（2）定义：使交变电流和直流经过相同阻值电阻，假如在相等时间内产生热量相等，就把这一直流数值叫做这一交变电流有效值．（3）特点：交变电流有效植依据电流热效应来要求，与电流方向无关，但普通与所取时间长短相关，在无尤其说明时是以一个周期时间来确定有效值第31页3、有效值与最大值之间关系

任何电流都有有效值，但上述关系只限于正弦交变电流，对其它形式交变电流并不适用．第32页例题、如图所表示为一交变流电得i-t图象，问此交变电流有效值多大？第33页第34页４、交流用电设备上所标额定电压和额定电流是有效值；交流电压表和交流电流表示数是有效值；交变电流数值在无尤其说明时都是指有效值．５、有效值与平均值交变电流平均值是交变电流图像中波形与横轴所围面积跟时间比值，与交流方向，时间长短相关。在计算交变电流经过导体产生焦耳热，做功电功率以及保险丝熔断电流时，只能用交变电流有效值在计算经过导体某一截面电量时，只能用交变电流平均值．第35页1、我国工农业生产和生活用交流电.频率是

Hz，周期是

s，电流方向每分钟改变

次．2、交流电有效值是依据电流

效应来要求．正弦交流电有效值与峰值间关系是ε＝

、U＝

、I＝

．通常所说交流电数值，假如没有尤其说明，普通都是指交流电

值．项固与练习第36页3、如图所表示，某一交流电随时间改变图线，它电流最大值Im=()A，电流有效值I=()A，交流电周期T=()s，频率f=()Hz，交流电流瞬时值表示式i=()。4.0252.820.044sin50πt项固与练习第37页项固与练习4、以下说法正确是：

A．交变电流在一个周期内电流方向改变两次．

B．交变电流有效值总是最大值倍．

C．因为有效值表示交流产生平均效果，所以有效值与平均值相同．

D．若正弦交变电流最大值是10A，则它最小值是-10A．第38页分析：线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次，在一个周期内线圈平面有两次经过中性面，对于正弦式交变电流有效值是最大值倍，对其它交变电流不一定有这么关系，交变电流有效值是依据电流热效应来要求，与平均值不一样，交变电流正负表示电流方向，不表示电流大小，交变电流最小值为零．正确：A项固与练习第39页5、一个灯泡上面写着“220V40W”。当它正常工作时，经过灯丝电流峰值是多少？项固与练习第40页6、有一个电热器，工作时电阻为50Ω。接在电压为u=Umsinωt交流电源上，其中Um=311V，ω=100πs-1.该用电器消耗功率是多大？项固与练习第41页作业题1、在两个阻值相同电阻上分别通以如图所表示正弦交变电流和方形波电流，它们峰值和周期都相同，则两电阻在相同时间内产生热量之比为（）第42页2、一电热器接在10V直流电源上,产生一定大小热功率,把它改接到交流电源上,要使产和热功率是原来二分之一,假如忽略电阻值随温度改变,则交流电压最大值是()(A)5.0V(B)7.1V(C)14V(D)10V3、把标有“36V40W”字样灯