高二物理-1-交变电流-新人教版选修32省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

第五章交变电流1交变电流1/20知识点1交变电流1．交变电流：大小和方向随时间做周期性改变电流．2．直流：方向不随时间改变电流．3．中性面：线圈平面垂直于磁感线时位置．4．正弦式交变电流：按正弦规律改变交变电流．2/20知识点2交变电流产生

1．产生方法 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线轴匀速转动，线圈中就会产生正弦式交变电流(如图5－1－1所表示)． 图5－1－13/202．电流特点(1)线圈处于中性面时，穿过线圈磁通量最大，但感应电动势和感应电流为零；(2)线圈平面与磁感线平行时，穿过线圈磁通量为零，但感应电动势和感应电流最大；(3)感应电动势和感应电流方向每一个周期改变两次，在中性面时开始改变．4/20知识点3交变电流改变规律

1．正弦交变电流数学表示式 如图5－1－2甲、乙所表示，n匝矩形线圈abcd，其边长分别为ad＝L1，ab＝L2，面积S＝L1·L2，在磁感应强度为B匀强磁场中绕垂直于磁场方向轴OO′以角速度ω匀速转动，从中性面开始计时，经时间t，转动角度θ＝ωt. 图5－1－25/206/202．余弦交变电流数学表示式

假如线圈从如图5－1－3所表示位置即峰值面开始转动，电路中感应电动势、感应电流和路端电压将按余弦规律改变，对于单匝线圈，有：图5－1－37/20(1)电动势瞬时表示式e＝Emcosωt.(2)电流瞬时表示式i＝Imcosωt.(3)路端电压u＝Umcosωt.(4)在峰值面上，|cosωt|＝1，电动势得最大值Em.8/20

【例1】(双选)单匝矩形线圈abcd放在匀强磁场中，如图5－1－4所表示，ab＝dc＝l1，ad＝bc＝l2，从图示位置起以角速度ω绕不一样转轴做匀速转动()

图5－1－4A．以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωsinωtB．以O1O1′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωsinωtC．以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωcosωtD．以OO′为转轴或以ab为转轴时，感应电动势9/20

解析：以OO′为转轴时，图示位置相当于是峰值面，根据感应电动势表示式e＝Emcosωt及Em＝BSω=Bl1l2w可知e＝Bl1l2ωcosωt，则C对A错；再依据三角函数关系可知D选项正确．若线圈以O1O1′为转轴，线圈磁通量改变一直为零，则感应电动势为零．答案：CD10/201．(双选)一个平面矩形线圈在绕垂直于磁场轴转动时，产生交变感应电动势最大情况是()BD

A．线圈平面垂直于磁场 B．线圈平面平行于磁场 C．磁通量最大时 D．磁通量为零时

解析：当线圈平行于磁场时，磁通量为零，磁通量改变率最大，感应电动势最大．11/20题型1交变电流表示式

【例2】交流发电机在工作时电动势为e＝Emsinωt，若将发电机转速提升一倍，同时将电枢所围面积降低一半，其它条件不变，则电动势为()C

解析：e=nBSωsinωt，转速增大一倍，所围面积减少二分之一，最大值不变，则可知表示式为e＝Emsin2ωt.12/202．如图5－1－5所表示，二分之一径为r＝10cm圆形线圈共向中心轴线OO′以n＝600r/min转速匀速转动，当线圈转至中性面位置时开始计时．求：图5－1－513/20

解：当线圈从中性面开始计时，产生感应电动势瞬时值表示式为e＝NBSωsinωt

(1)e＝NBSωsinωt，其中

ω＝2πn＝2π×10rad/s＝20πrad/s

所以e＝NBSωsinωt14/2015/2016/20题型2交变电流图象

【例3】处于匀强磁场中矩形线圈abcd，以恒定角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合(图5－1－6)，线圈cd边离开纸面向外运动．若要求由a→b→c→d→a方向感应电流为正，则)能反应线圈中感应电流I随时间t改变图线是( 图5－1－617/20

解析：由峰值面开始计时，说明改变规律是余弦图象，当cd边向外转时，电流向上，所以电流起始值为正值．只有C选项正确．

答案：C18/203．(双选)如图5－1－7所表示是一个正弦交变电流i－t图)象，依据这一图象，以下说法正确是( 图5