2015-2016学年高中物理5.1交变电流（问题探究式）同课异构课件新人教版选修.ppt

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1、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（）iittit(A)(B)(C)(D)0000t(E)0teu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？

2、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NSSNNSVVabcdad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⊥SΦ最大E=0I=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，Φ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？NSSN二、交变电流的产生B∥SΦ=0E最大I最大感应电流方向a到b线圈与磁场平行时，Φ最小，但线圈中的电动势最大(V⊥B)二、交变电流的产生B⊥SΦ最大E=0I=0中性面B∥SΦ=0E、I最大感应电流方向b到aV//BV⊥

3、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φ=BS，但△φ/△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，φ=0,△φ/△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

4、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，Φ＝Φmcosθ，e＝Emsinθ，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）NBSω=NBSω1、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

5、电动势的峰值为Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=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2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表达式。e=Emsinωt=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=Imsinωt=2sin314t3四、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

6、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，Φ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ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsinωt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＝BSωsinωt，由此判断，只有A选项符合

7、．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＝BSω

8、sinωt，可得ω＝20rad/s由B