辽宁省大连市高中物理第5章交变电流5.1交变电流课件新人教版.pptx

1、公里旁，旷野上，坚实的钢架托着、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，将电能输送到乡村、工厂，输送到千家万户。电，每时每刻都在为人类做着巨大贡献。 来自发电厂的电有什么特征？我们怎样才能更好的利用它？这节课我们就来学习与此相关的内容。,第一节 交变电流,（1）知识与技能 掌握交变电流的产生即变化规律。 会用公式和图像表示交变电流。 掌握正弦交变电流的变化图像,（2）过程与方法 通过实验了解交流发电机的构造，掌握正弦交变电流的产生原理 通过体验培养学生观察实验能力和思维能力。,（3）情感态度与价值观 通过学习体验探究现象与生活中物理知识的乐趣。,教 学

2、重 、难 点,教学重点正弦交流电产生的原因及其变化规律交变电流的产生原理 教学难点交变电流的产生原理,本 节 导 航,1.交变电流 2.交变电流的产生 3.交变电流的变化规律,1.交变电流,转子,定子,【演示1】,观察小灯泡的发光情况,“亮”、“闪”,亮:说明有电流通过灯泡闪:通过灯泡电流大小是变化,线框中产生的感应电流强度大小是变化的,【演示2】,观察二极管的发光情况,交替发光,通过二极管的电流方向是周期性变化的,线框中产生的感应电流方向是变化的,电流的分类,恒定电流:大小和方向都不随时间变化的电流,直流电(DC)：方向不随时间变化的电流,交变电流:大小和方向都随时间做周期性的变化。简称交流

3、（AC）,交变电流在生产生活中有广泛应用,(2),(1),(3),(4),(5),（1）（2）（5）,观察下列几个电流与时间的图象,判断哪些是交变电流？,2.交变电流的产生,交变电流(交流电)的产生,线圈在磁场中运动产生交变电流,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.,甲,乙,丁,丙,戊,(甲),没有边切割磁感应线,中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面。 BS， 最大， E=0 , I=0,(乙),a（b）、d（c）边垂直切割磁感线,BS，=0，E最大，I最大 感应电流方向b到a,(丙),BS， 最大， E=0 , I=0,又见中性面,BS，=0，E最大，I最大， 感

4、应电流方向a到b,丁,BS，=0，E最大，I最大， 感应电流方向a到b,戊,那么整个连续的过程是怎么样的呢？,0,最大,0,反向最大,0,假定从E经过负载流向F的电流为正，反之为负，在坐标上标出线圈达到甲、乙、丙、丁四个位置对应的时刻和电流。,交流电的图像,真的是这样吗？,中性面在垂直于磁场位置。 线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大。 线圈平面通过中性面时感应电动势为零。 线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变两次。,注意,3.交变电流的变化规律,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

5、感线 ）,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）,（1）电动势按正弦规律变化 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时（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：,交变电流的变化规律,(1)感应电动势: e=nBssint=Emsint (从中性面开始计时) (2)感应电流: i=(nBs/R)sint=Imsint (从中性面开始计时) (3)外电路电阻两端的电压: u=Umsint (从中性面开始计时),开始计时(t=0),线圈位置(初相位)不同,出现正弦与余弦的表达式,Em= nBS,交变电流的种类,(1)正弦交流电(2)

6、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,家庭电路中的正弦交流电流,示波器中的锯齿波扫描电压,电子计算机中的矩形脉冲,激光通信中的尖脉冲,（1）发电机模型一般是两个磁极,每转一周，周期性变化一次 实际发电机通常是四磁极（多极），每转一周周期性变化两次，得到相同频率的交流电时,可以降低转子的角速度,50Hz交流电发电机 其转子 3000r/min,50Hz交流电发电机其转子 1500r/min,三峡电厂发电机的多极转子,（2）大型发电机线圈中电流很大，为了不使大的电流通过电刷，实际发电机都是磁铁(电磁铁)旋转（为转子）,而线圈是固定的（定子）.,磁铁旋转式

7、发电机模型,交流发电机简介,（1）发电机的基本组成： 用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） 用来产生磁场的磁极 （2）发电机的基本种类 旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） 旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）,无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子。,课 堂 小 结,（1）交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。 （2）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 （3）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。,高 考 链 接,1.（91年全国高考题）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e

8、随时间t的变化如图所示。下面说法中正确的是（ ）,D,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变化率的绝对值最大 D 每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大,2.（1992年全国高考题）交流发电机在工作时的电动势为e=E0sinwt,若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为（ ） A E0sin B 2E0sin C E0sin2wt D 2E0sin2wt,D,3 .（1998年全国高考题）一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压为220V的交流电源上。当它对11只并联的“36V、60W”灯泡供电

9、时，灯泡正常发光。由此可知该变压器副线圈的匝数n2= _，通过原线圈的电流I1= _A。,180,3,1.在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是_，属于正弦交变电流的是_。,课 堂 练 习,A,B,C,D,A B D,A,2.交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=EmSint，如果转子的转速n提高一倍，其它条件不变，则电动势的变化规律将变化为（ ） A e=EmSin2t B e=2EmSin2t C e=2EmSin4t D e=2EmSint,B,3. 线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为 若线圈电阻为，则感应电流的瞬时值为,e= Emsint,i= Em/(Rsint),教材习题答案,1.解答：磁铁靠近白炽