《交变电流是怎样产生的》课件（鲁科版选修3-2）.ppt

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1、第2节　交变电流是怎样产生的课标定位学习目标：1.理解交变电流的产生原理，掌握中性面的特点．2．掌握交变电流的变化规律，熟悉正弦交变电流的瞬时值表达式和图象．3．学会灵活运用正弦交变电流的图象和三角函数表达式解决问题．重点难点：1.交变电流的原理及其规律．2．交变电流图象的分析及应用．核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第2节课前自主学案课前自主学案一、交流发电机1．原理：由法拉第_____________可知，只要通过闭合导体的________发生变化，就可以产生感应电动势和___________2．构造：发电机主要由_____(电枢)和_____两部分组成．3．

2、种类电磁感应定律磁通量线圈感应电流．磁极磁极电枢电枢磁极二、交变电流的产生原理1．产生方法：闭合线圈在匀强磁场中绕______于磁场的轴匀速_______2．过程分析图3－2－13．中性面：线圈平面与磁场_____的位置．垂直转动．垂直思考感悟线圈转一周有几次经过中性面？电流方向改变几次？提示：线圈每转一周，两次经过中性面位置，每经过中性面位置时，电流方向改变，所以线圈每转一周，电流方向改变两次．三、交变电流的变化规律1．正弦式交变电流：按_____规律变化的交变电流．2．函数和图象函数图象瞬时电动势：e＝Emsinωt瞬时电压：u＝Umsinωt瞬时电流：i＝Im

3、sinωt正弦注：表达式中Em、Um、Im分别是电动势、电压和电流的最大值，而e、u、i则是这几个量的瞬时值．核心要点突破一、交变电流的产生原理1．典型模型：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流．实验装置如图3－2－2所示．图3－2－22．过程分析：如图3－2－3所示，图甲中，导体不切割磁感线，线圈中无感应电流；图乙中，导体AB、CD垂直切割磁感线，线圈中感应电流最大，且电流方向为B→A→D→C→B；图丙中，导体又不切割磁感线，线圈中无感应电流；图丁中，导体AB，CD又垂直切割磁感线，线圈中感应电流最大，且电流方向为A→B→C→D→A；

4、由丁图再转动又回到甲图，如此循环周而复始．图3－2－3S表示线圈的面积，S＝L1L2.上式可以写成：e＝Emsinωt.其中Em是感应电动势的最大值，也叫峰值．感应电动势按正弦规律变化，因此这种交变电流叫做正弦交流电．若从最大值位置计时，可以推导出感应电动势的余弦表达式．图3－2－4即时应用(即时突破，小试牛刀)1．(2011年温州高二检测)一个矩形线圈abcd，已知ab为L1，ad为L2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω(从图3－2－5中位置开始)匀速转动，则线圈中感应电动势的大小为()图3－2－5二、交变电流的“四值”的比较特别提醒：产生正弦

5、交流电的条件：匀强磁场、转轴与磁场垂直、线圈匀速转动．与转轴位置和线圈形状无关．因此，在图3－2－6中，只要线圈的匝数n、磁感应强度B、转动角速度ω和线圈面积S一定，产生的感应电动势的最大值Em也就确定了(Em＝nBSω)．图3－2－6即时应用(即时突破，小试牛刀)2．如图3－2－7所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为N的矩形线圈，其面积为S，电阻为r，线圈两端外接一电阻为R的用电器和一个交流电压表．若线圈绕对称轴OO′以角速度ω做匀速转动，则线圈从图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是()图3－2－7三、正弦交变电流的图象及特殊位置的特点1．用图

6、象描述交变电流的变化规律(在中性面时t＝0)函数图象说明磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωtS为线圈的面积，n为线圈的匝数，r为线圈的电阻(内阻)，R为外电阻电动势e＝Emsinωt＝nBSωsinωt电压u＝Umsinωt＝sinωt电流i＝Imsinωt＝sinωt2．图象中可以解读的信息(1)交变电流的最大值Im、Em、周期T.(2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻．(3)找出线圈平行于磁感线的时刻．(4)判断线圈中磁通量的变化情况．(5)分析判断i、e随时间的变化规律．3．特殊位置(时刻)物理量的特点

7、即时应用(即时突破，小试牛刀)3．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图3－2－8所示，则下列说法中，不正确的是()图3－2－8A．t＝0时刻，线圈平面位于中性面B．t＝0.01s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大C．t＝0.02s时刻，线圈中有最大感应电动势D．t＝0.03s时刻，线圈中有最大感应电流解析：选A.在产生正弦交流电的过程中，穿过线圈的磁通量Φ最大时(即在中性面时)，感应电动势最小，为零；反之，当穿过线圈的磁通量最小时，产生的感应电动势和感应电流却最大．由图可知，t＝0时，Φ＝0，线圈平面与中