2019_2020版高中物理第二章交变电流1交变电流课件教科版.pptx

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1、第二章　交变电流1交变电流1.理解交变电流和直流的概念.2.知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流瞬时值的物理意义.学科素养与目标要求物理观念：1.从法拉第电磁感应定律和楞次定律分析感应电流的产生过程，会推导电动势和交变电流随时间的变化规律.2.认识交变电流的图像，并根据图像解决具体问题.科学思维：NEIRONGSUOYIN内容索引自主预习预习新知夯实基础重点探究启迪思维探究重点达标检测检测评价达标过关自主预习一、交变电流1.恒定电流：大小和都不随时间变化的电流，称为恒定电流.2.交变电流：大小和方向

2、随时间作变化的电流，称为交变电流.3.正弦交变电流：电流随时间按函数规律变化的交变电流称为________.方向周期性正弦正弦交变电流1.正弦交变电流的产生：闭合矩形线圈在磁场中绕方向的轴转动时，线圈中产生的电流是正弦交流电.2.正弦式交变电流的表述：线圈从磁场方向计时产生电动势的瞬时值表达式：e＝Emsinωt，Em＝.电路中电流：i＝，外电路两端电压：u＝.二、正弦交变电流的产生和表述匀强垂直于磁场匀速垂直NBSωImsinωtUmsinωt1.判断下列说法的正误.(1)如图1所示的电流为交流电.()即学

3、即用×图1(2)如图2所示的电流为交流电.()√××√图2(3)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流.()(4)线圈在通过中性面时磁通量最大，电流也最大.()(5)线圈在通过中性面时电流的方向发生改变.()2.有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20cm，线圈总电阻为1Ω，线圈绕垂直磁场方向的OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动，如图3所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5T，该线圈产生的感应电动势的峰值为_______，感应电流的峰值为_______，在图示位置时感应电动势为_______，从图示位

4、置转过90°时感应电动势为___.图36.28V6.28A06.28V解析电动势的峰值为：Em＝NBSω＝10×0.5×0.22×10πV≈6.28V题图所示位置线圈中产生的感应电动势最大，为6.28V从题图所示位置转过90°时，位于中性面上，切割磁感线的两边的速度方向与磁感线平行，感应电动势为0.重点探究一、正弦交变电流的产生1.交变电流的产生过程分析假定线圈绕OO′轴沿逆时针方向匀速转动，如图4甲至丁所示，在四个过程中线圈中的电流方向如下表所示.图4转动过程电流方向甲→乙B→A→D→C乙→丙B→A→D→C

5、丙→丁A→B→C→D丁→甲A→B→C→D2.两个特殊位置(1)中性面(S⊥B位置，如图中的甲、丙)线圈平面与磁场垂直的位置，此时通过线圈的磁通量Φ最大，磁通量变化率为0，电动势e为0，电流i为0.线圈经过中性面时，电流方向发生改变，线圈转一圈电流方向改变两次.(2)垂直中性面位置(S∥B位置，如图中的乙、丁)此时通过线圈的磁通量Φ为0，磁通量变化率最大，电动势e最大，电流i最大.例1(多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是A.当线框位于中性面时，线框中感应电

6、动势最大B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C.每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流的方向就改变一次D.线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零√√解析线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度方向与磁感线平行，即不切割磁感线，所以感应电动势等于零，此时穿过线框的磁通量的变化率也等于零，感应电动势或感应电流的方向也就在此时刻发生变化.线框垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两边都垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势

7、最大，也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大，故C、D选项正确.二、正弦交变电流的变化规律1.感应电动势随时间的变化规律如图5所示，线圈平面绕OO′(O为bc边的中点，O′为ad边的中点)所在直线从中性面开始转动，角速度为ω.ab边长为L1，bc边长为L2，磁感应强度为B，(1)经过时间t线圈转过的角度为ωt，ab边的速度v的方向跟磁感应强度方向的夹角也为ωt，线圈面积S＝L1L2.则由ab边切割磁感线产生的感应电动势cd边切割磁感线产生的感应电动势ecd＝eab整个线圈中的感应电动势e＝eab＋ecd＝B

8、Sωsinωt.(2)若线圈的匝数为N，则整个线圈产生的感应电动势e＝NBSωsinωt.图52.最大值说明：最大值由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度ω和线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关.如图6所示的几种情况中，如果N、B、ω、S均相同，则感应电动势的最大值均为Em＝NBSω.图63.正弦式交变电流的瞬时值表达式(1)从中性面位置开始计时e＝Emsinωt，i＝Imsinωt，