高中物理人教版选修3-2第五章交变电流第一节交变电流教学课件共26张含多个视频(含flash插件).ppt

1、教学目标：1、理解交变电流、直流的概念、理解交变电流、直流的概念2、知道交变电流的变化规律及表示方法、知道交变电流的变化规律及表示方法3、掌握交变电流瞬时值表达式的推导过程、掌握交变电流瞬时值表达式的推导过程4、知道交变电流的峰值、瞬时值的含义、知道交变电流的峰值、瞬时值的含义演示演示:观察直观察直流电和流电和交变电交变电流的波流的波形图形图1、直直流电流电流流(DC)2、交交变电变电流流(AC)一、交变电流的概念一、交变电流的概念 方向不随时间变化的电流称为直流电。电池供方向不随时间变化的电流称为直流电。电池供给的电流给的电流,大小和方向都不随时间变化大小和方向都不随时间变化,所以属于所以属

2、于直流直流.二、交变电流的产生二、交变电流的产生矩形线矩形线圈在匀圈在匀强磁场强磁场中绕垂中绕垂直于磁直于磁场的轴场的轴转动转动动画动画模拟模拟:交流交流发电发电机的机的原理原理 假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图甲至乙。考虑下面几个问题。假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图甲至乙。考虑下面几个问题。1、图中，在线圈由甲转到乙的过程中，、图中，在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？边中电流向哪个方向流动？2、在线圈由丙转到丁的过程中，、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？边中电流向哪个方向流动？3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中电、当线

3、圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中电流最大流最大?4、根据以上几个特殊的位置，完成学案上的表格。、根据以上几个特殊的位置，完成学案上的表格。过程分析过程分析BS最大最大E=0=0I=0=0中性面中性面垂直磁场方向的平面叫做垂直磁场方向的平面叫做中性面。中性面。线圈经过线圈经过中性面中性面时，时，最大最大，但线圈中的，但线圈中的电动势为零电动势为零/A(B)D(C)将立体图转化为平面图将立体图转化为平面图BS=0=0E E最大最大I I最大最大感应电流感应电流方向方向B到到A线圈与磁场平行时，线圈与磁场平行时，最小最小，但线圈，但线圈中的中的电动势最大电动势最大(VB)A(B)

4、D(C)D(C)A(B)BBS最大最大E=0 I=0中性面中性面BS=0E、I最大最大感应电流方向感应电流方向C到到D/VBA(B)B中性面垂面中性面垂面线圈平面经过与磁感线垂直的位置线圈平面经过与磁感线垂直的位置（1 1）线圈经过）线圈经过中性面中性面时，穿过线圈的时，穿过线圈的磁通量最大磁通量最大，但磁通量的变化率为零，线圈中的但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零电动势为零（3 3）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动转动一周一周，两次两次经过中性面，电流方向改变经过中性面，电流方向改变两次两次（2）线圈经过中性面的垂面时，穿过线圈的线圈经

5、过中性面的垂面时，穿过线圈的磁通磁通量为零量为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的，但磁通量的变化率最大，线圈中的电动势电动势为最大。为最大。中性面中性面tLNBesinN2匝则：若为2Lv其中三、三、交变电流的变化规律交变电流的变化规律 以线圈经过中性面开始计时，在时刻以线圈经过中性面开始计时，在时刻t t线圈中的感应电动势线圈中的感应电动势（abab和和cdcd边切割磁感线）边切割磁感线）BLVEcdabEab边产生的感应电动势为 BLVEcd边产生的感应电动势为cdtBLVsinBLVEcdtBLvEEecdabsin222t线圈产生的电动势在时刻tLBesin2tLNBesin2所以2L

6、NBEm令则有 tEemsine为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）=NB S三、三、交变电流的变化规律交变电流的变化规律 以线圈经过中性面开始计时，在时刻以线圈经过中性面开始计时，在时刻t t线圈中线圈中的感应电动势（的感应电动势（abab和和cdcd边切割磁感线）边切割磁感线）（1）电动势按正弦规律变化tEemsin（2）电流按正弦规律变化 tIimsin（3）电路上的电压按正弦规律变化 tUumsin 电流通过R时：tIimsin.RIUiRumm，三、三、交变电流的变化规律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eoEmT/4T/42T/42

7、T/43T/43T/4T T/2/23 3/2/22 2tt tabcdKLABabcdK LABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB四、交流电的图像四、交流电的图像 四、交流电的图像四、交流电的图像(1)(1)正弦交流电正弦交流电(2)(2)示波器中的锯齿波扫描电压示波器中的锯齿波扫描电压(3)(3)电子计算机中的矩形脉冲电子计算机中的矩形脉冲(4)(4)激光通信中的尖脉冲激光通信中的尖脉冲五、交变电流的种类五、交变电流的种类教学录像教学录像:交流发电机结构交流发电机结构科学漫步科学漫步 交流发电机交流发电机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

8、变电流的是 。tiABCDA B DA课堂练习2 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的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，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大。答案：D 3、有一个正方形线圈的匝数为有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为匝，边长为20 cm，线圈总电阻为，线圈总电阻为1，

9、线圈绕，线圈绕OO轴以轴以10 rad/s的角速度匀速转动，如图所示，匀强磁场的磁感应的角速度匀速转动，如图所示，匀强磁场的磁感应强度为强度为0.5 T，问：，问：(1)该线圈产生的交变电流电动势的峰值、电流的峰该线圈产生的交变电流电动势的峰值、电流的峰值分别是多少？值分别是多少？(2)写出感应电动势随时间变化的表达式写出感应电动势随时间变化的表达式(3)线圈从图示位置转过线圈从图示位置转过60时，感应电动势的瞬时时，感应电动势的瞬时值是多大？值是多大？【规律总结】【规律总结】确定交变电流的电动势瞬时值表确定交变电流的电动势瞬时值表达式时，达式时，首先首先要确定线圈转动是从哪个位置开始计时要确定线圈转动是从哪个位置开始计时,以便以便确定表达式是正弦式还是余弦式；确定表达式是正弦式还是余弦式；其次其次是确定线圈转动的角速度是确定线圈转动的角速度；再次再次是确定感应电动势的峰值是确定感应电动势的峰值EmnBS；最后最后写瞬时值表达式写瞬时值表达式eEmsint(或或eEmcost)小结：小结：一、交变电流的定义：一、交变电流的定义：中性面：中性面：线圈平面经过与磁感线垂直的位置线圈平面经过与磁感线垂直的位置二、交变电流的产生二、交变电流的产生 瞬时值表达式推导瞬时值表达式推导 图象图象