2019_2020学年高中物理第五章交变电流第1节交变电流课件新人教版选修3_2.ppt

《2019_2020学年高中物理第五章交变电流第1节交变电流课件新人教版选修3_2.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第1节　交变电流[学习目标]1.理解交变电流的定义，区别交流和直流。2．理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。3．掌握交变电流的变化规律，会写交变电流的瞬时值表达式，会用图像表示，理解峰值的定义。一、交变电流和交变电流的产生1．交变电流(1)交变电流的定义：大小和方向都随时间_____________________的电流，简称交流。(2)直流：________不随时间变化的电流。课前预习·落实基础周期性变化方向2．交变电流的产生(1)典型模型在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴__________的线圈里产生的是交变电流。实验装置如图5－1－1所示。匀速转动图5－1－1(2

2、)中性面：线圈在磁场中转动过程中，线圈平面与磁场垂直时所在的平面。二、交变电流的变化规律1．正弦式交变电流(1)定义：按_______规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流。正弦(2)函数表达式和图像函数表达式图像瞬时电动势：e＝______________瞬时电压：u＝____________瞬时电流：i＝______________EmsinωtUmsinωtImsinωt注：表达式中Em、Um、Im分别是电动势、电压、电流的_______，而e、u、i则是这几个量的_________。峰值瞬时值2．几种常见的交变电流判断下列说法的正误。1．只要线圈在磁场中转

3、动，就可以产生交变电流。()2．当线圈中的磁通量最大时，产生的电流也最大。()3．当线圈平面与磁场垂直时，线圈中没有电流。()［自主思考］××√4．在匀强磁场中线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中，某些特殊时段，可能感应电动势和磁通量同时变大。()×6．线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中产生了正弦交变电流，峰值越大，则瞬时值也越大。()×√1．产生条件：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。课堂互动·考点突破考点一　交变电流的产生2．两个特殊位置的对比分析名称中性面中性面的垂面位置线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行磁通量最大零磁通量的变化率零最大感应电动势零最大电

4、流方向改变不变[题组突破]1．(多选)如图5－1－2中哪些情况线圈中产生了交变电流图5－1－2解析由交变电流的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状及转轴的位置没有特别要求。故选项B、C、D正确。答案BCD2．(2018·平顶山高二检测)一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图5－1－3甲所示的匀强磁场中。通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是图5－1－3A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最

5、小解析从题图乙可以看出，t1、t3时刻通过线圈的磁通量最大，线圈经过中性面位置时线圈中感应电流方向改变，A错误，B正确；t2、t4时刻通过线圈的磁通量为零，线圈处于与中性面垂直的位置，此时感应电动势和感应电流均为最大，故C、D均错误。答案B1．正弦式交变电流瞬时值表达式的推导若线圈平面从中性面开始转动，如图5－1－4所示，则经过时间t：考点二　交变电流的变化规律图5－1－42．正弦式交变电流的峰值(1)由e＝NBSωsinωt可知，电动势的峰值Em＝NBSω。(2)交变电动势的峰值由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度ω及线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，因此

6、，图5－1－5所示几种情况中，若N、B、S、ω相同，则感应电动势的峰值相同。图5－1－5[例1]如图5－1－6所示的矩形线圈，ab＝40cm，ad＝20cm，共50匝，在B＝0.6T的匀强磁场中以300转每分的速度绕中心轴OO′匀速转动，当t＝0时线圈平面与磁场垂直。图5－1－6(1)写出感应电动势瞬时值的表达式；(2)求出当t＝0.025s时感应电动势的瞬时值。[思路引导]规律方法求解交变电动势瞬时值的步骤(1)确定线圈转动是从哪个位置开始计时。(2)确定表达式是正弦还是余弦。(3)确定线圈转动的角速度ω及线圈匝数N、磁感应强度B、线圈面积S等。(4)求出峰值Em＝NBSω，

7、写出表达式，代入时间求瞬时值。1．如图5－1－7所示，匀强磁场磁感应强度B＝0.1T，所用矩形线圈的匝数n＝100，边长lab＝0.2m，lbc＝0.5m，以角速度ω＝100πrad/s绕OO′轴匀速转动。试求：［变式训练］图5－1－7答案(1)314V(2)e＝314sin(100πt)V(3)157V正确认识正弦式交变电流的图像正弦式交变电流随时间的变化情况可以从图像上表示出来，图像描述的是交变电流随时间变化的规律，它是一条正弦曲线，如图5－1－8所示。由图像可以得到以下信息：考点三　交