【优化课堂】教科版高中物理选修3-2 2.1 交变电流课件 (共18张PPT)

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1 交变电流秋学期高中物理选修3-2(人教版)PPT课件

答案：C
2.一闭合矩形线圈 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（）
图甲
图乙
A.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：B
B.u＝50sin 10t V D.u＝100sin 314t V
解析：图线为正弦曲线.由图象知，Um＝50 V，ω＝2Tπ ＝02.π1 rad/s＝62.8 rad/s，故表达式 u＝50sin 62.8t V.
答案：A
拓展一交变电流的产生
如图所示，当线圈在磁场中绕 OO′轴转动时，哪些边切割磁感线？产生电流的大小和方向为什么会变化？线圈转动过程中，当产生的感应电动势有最大值和最小值时线圈分别在什么位置？
答案：CD
题后反思 1.在线圈转动过程中，磁通量最大时，磁通量变化率恰好为零；磁通量为零时，磁通量变化率恰好最大. 2.感应电动势的大小由磁通量变化率决定，与磁通量的大小没有直接关系.
1.如图所示为演示交变电流的装置图，关于这个实验，正确的说法是（）
A.线圈每转动一周，指针左右摆动两次 B.图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C.图示位置 ab 边的感应电流方向为由 a→b D.线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零

教科版高中物理选修3-2：《交变电流》课件2-新版

图2－1－1
三、正弦交变电流的变化规律 1．函数特点瞬时电动势：e＝ Emsinω t ，瞬时电压：u＝ Umsinω t ，瞬时电流：i＝ Imsinω t 式中Em、Um、Im分别表示电动势、电压、电流的最大值． 2．图像特点(图2－1－2)
图2－1－2
一、正弦交流电瞬时值的导出过程 1．中性面：垂直于磁感线的平面．
1 交变电流
1．了解交变电流的概念，知道交变电流是生活中常用的电流．
2．掌握交变电流的产生过程．(重点) 3．理解交变电流的特点和规律，并应用其解决相关问题．(重点＋难点)
一、直流电与交流电 1．直流电：大小和方向不随时间变化的电压和电流，称为
恒定电流，简称直流电． 2．交流电：大小和方向随时间作周期性变化的电流，称为
e＝Emcos ωt，代入数值得 e＝314cos(100πt )V
当 t＝T6时，e＝314cosπ3 V＝157 V.
答案 (1)314sin(100πt) V
(2)200 V
(3)157 V
借题发挥求解交变电流瞬时值时可分三步： (1)确立线圈从哪个位置开始计时，进而确立表达式是正弦还是余弦形式；
s时，
Φ最大，故e＝0，C错；因Φ－t图像为余弦图像，பைடு நூலகம்e－t图像为
正弦图像，D错．
答案 B
单击此处进入活页规范训练
答案 AD
正弦交流电瞬时值计算
1．交流发电机在工作时电动势为 e＝Emsin ω t，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，
则其电动势变为( )．
A．e′＝Emsinω2 t
B．e′＝2Emsinω2 t
C．e′＝Emsin 2ω t

教科版高中物理选修3-2《交变电流》优质课件

第二章 1
第 7页
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1．如图所示图象中属于交流电的有(
)
答案：ABC
第二章 1
第 8页
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解析：选项A、B、C中电流的方向和大小均发生周期性变化，故它们属于交变电流，但不是正弦式交变电流；选项 D中电流的方向不发生变化，故是直流电。
第二章 1
第20页
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2．如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，说法正确的是( )
第二章 1
第21页
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A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次 B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C．图示位置ab边的感应电流方向为a→b D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
答案：C
第二章 1
第22页
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解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次。线圈处于题图位置时，ab边向右运动，由右手定则， ab边的感应电流方向为a→b；线圈平面与磁场方向平行时， ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈处于竖直位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，只有C正确。
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第二章 1
第11页
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2．正弦交变电流的函数表达式及图象 (1)特点：按正弦规律 (2)函数和图象：变化。

人教版高中物理选修3-2 第五章《交变电流》精品课件(共37张PPT)

二、教学建议
全章概述
•本章特点：是电磁感应知识的具体应用，是恒定电流内容扩展。 •教学建议：重视实验——猜想假设讨论学以致用——务求真正理解
二、教学建议
一.交变电流的产生及其变化规律区分直流电与交变电流
i 5 t -5 a 应注重对概念的准确理解：直流电：方向不随时间变化的电流。上图b为直流电。 b i 5
2 m 2
任意时刻，两者的总功率恒定经过一个周期
1 2 Q总 Pt T= I m RT 2
Q总 I 2 R T
Im 2I
i I m sin t
二、教学建议
T
t
二、教学建议
二.描述交变电流的物理量正弦交流电最大值与有效值关系推导
方法2：等效法
P1 I R sin t
2 m 2
任意时刻，两电流的总功率
i1 I m sin t
i 2 I m cos t 2 2 P2 I m R co s t
微格教学
2 2 m
Pt I R (sin t cos t ) I R
e NBS sin t
二、教学建议
一.交变电流的产生及其变化规律

理解e-t 图与-t图之间的关系
二、教学建议
一.交变电流的产生及其变化规律
匀强磁场交变电流的产生两匀一垂直本质：通过线圈的磁通量发生变化右侧两图，矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动，在线圈中都会产生感应电流吗? 匀速转动绕垂直于磁场的轴
其原理基于摩擦生电和静电感应现象，不仅能够驱动微纳电子器件工作，还可以给便携式电子设备和家用电器供电，收集电磁感应发电机不容易获取的机械能，比如海浪能、机械振动等，将有可能成为与电磁感应发电机同等重要的发电技术。

教科版高中物理选修(3-2)第2章第1讲《交变电流》ppt课件

磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了
交变电流
A错误，C、D正确
交变电流，下列说法正确的是(
A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大
)
磁通量最大，但不切割磁感线，电动势等于零，感应电动势或感应电流的方向也就在此时刻变化
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
π T 当 t＝时，e＝ 314cos 6 3
交变电流
O‘ d
B b c
O
S＝Lab· Lbc＝0.1 m2 Em＝NBSω＝100π＝314(V) e＝Emsinωt＝314sin(100πt )V
e＝Emcosωt＝314cos(100πt)V
V＝ 157 V.
课堂讲义
三、正弦交变电流的图象
有效切割速度最大故感应电动势最大
B错误
课堂讲义
针对训练 1 如图所示，一矩形闭合
O
交变电流
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 OO′以恒定的角速度 ω 转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计 π 时，则在 0～这段时间内 ( 2ω )
磁通量为零感应电流最大
末位置磁通量为零感应电流最大 B
答
案
D
磁通量的变化率最大感应电动势最大
感应电流最大
课堂讲义
针对训练3 如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕
交变电流
过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω
逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计
时起点，并规定当电流自a流向b时

物理选修3-2人教版描述交变电流的物理量(19张)-PPT优秀课件

3．如图所示，匀强磁场的磁感应强度 B＝0.5 T，边长 L＝10 cm 的正方形线圈共 100 匝，线圈总电阻 r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴 OO′匀速转动，角速度 ω＝2π rad/s，外电路中的电阻 R＝4 Ω，求： (1)感应电动势的最大值。 (2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过 60°时的瞬时感应电动势。 (3)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过 60°的过程中产生的平均感应电动势。 (4)交流电压表的示数。 (5)线圈转动一周产生的总热量。
正弦交流电的变化规律
规律物理量
函数表达式
图象
瞬磁时通值量 Φ ＝Φm cos ωt＝BScos ωt
电动势电压电流
e ＝Em sin ωt＝nBSωsin ωt
u
＝Um
sin
ωt＝
REm sin
R峰＋r值
ωt
i ＝Im sin ωt＝ Em sin ωt R＋r
一、峰值
交变电流在一个周期内所能达到的最大数值线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速旋转时电动势的最大值电容器上的耐压值是电容器两极间所允许电压的最大值
2．通过一阻值 R＝100 Ω 的电阻的交变电流如图所示，其周期
为 1 s。则电阻两端电压的有效值为 ( B )
A．12 V B．4 10 V C．15 V D．8 5 V
物理选修3-2人教版 5.2描述交变电流的物理量 (共19张PPT)
物理选修3-2人教版 5.2描述交变电流的物理量 (共19张PPT)
此位置
二、描述交变电流的物理量
• 交变电流完成一次周期性变化所需的时间
周期
• 交变电流一秒内完成周期性变化的次数

人教版高二物理选修3-2 第五章交变电流第1节《交变电流》课件(共40张PPT)

电流i通过R时：ui R ， U mImR.
成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时
四、交流电的图像
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
d
k
L
A
B
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
四、交流电的图像
e
Em
0
t
-Em
i
Im
0
一科护士长。这五年间,在院领导班子和科主任领导下 ,能坚持学习,撰写论文。 “门诊
做一做
二、交变电流的产生
1、线圈在匀强磁场中绕垂直于
磁场的轴匀速转动
2、过程分析
（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？
将立体图转化为平面图
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 A B D ，属于正弦交变电流的是 A 。
i t
A
B
C
D
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 ( )：
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

人教版高中物理选修3-2交变电流的产生和变化规律(共17张PPT)

人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流的产生和变化规律(共17张PPT)
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流的产生和变化规律(共17张PPT)
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
d
k
L
A
B
甲
乙
丙
丁
戊
中性面： B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 电流方向发生改变，线圈转一圈电流方向改变两次
（3）电路上的电压
u U m sin t
电流 i I m sin t
通过R时：
u iR，U m Im R.
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流的产生和变化规律(共17张PPT)
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四、正弦交变电流的图象
b
c
c
d
a
d
k
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流的产生和变化规律(共17张PPT)
(丙)
没有边切割磁感应线
特点: 中性面(B⊥S)， Φ最大， E=0 , I=0
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流的产生和变化规律(共17张PPT)
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高中物理教科版选修3-2课件：2-1交变电流

2．交变电流的图象 (1)波形图：电流或电压随时间变化的图象。 (2)观察方法：用示波器观察。 (3)常见的交变电流的波形图：
1．只要方向不变的电流即为直流电，恒定电流是直流电中的一种。
2．只要电流的方向周期性变化，即为交变电流，若方向不变，尽管大小变化亦为直流电，方向随时间做周期性变化是交变电流的最重要的特征。
(2)若从图示位置开始计时，试写出感应电动势随时间变化的瞬时值表达式；
(3)线圈从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？
[分析] 解答本题的基本思路如下：
[解析] (1)感应电动势的峰值为 Em＝NBSω＝10×0.5×0.22×10π V＝6.28 V 感应电流的峰值为Im＝ERm＝6.128 A＝6.28 A (2)因为是从线圈位于中性面开始计时的，所以感应电动势
第二章交变电流
1 交变电流
学习目标：1.能够理解交变电流、直流的概念。 2.能够理解正弦式交变电流的产生，会分析线圈转动一周过程中电动势和电流方向的变化。 3.掌握交变电流的变化规律及表示方法。 4.能够理解交变电流的瞬时值和最大值。
01 教材要点突破
要点1交变电流
1．恒定电流和交变电流 (1)恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流。 (2)交变电流：大小和方向随时间作周期性变化的电流，简称交流。 (3)正弦交变电流：电流随时间按正弦函数规律变化的交变电流，简称正弦交流电。
(1)若从线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；
(2)若从线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式。
解析：(1)矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速度为v，则

高中物理第二章交变电流第1节交变电流课件教科选修32教科高二选修32物理课件

提高一倍时，角速度加倍，即 ω′＝2ω，而线圈的面积减小了
一半，所以交变电动势的最大值 Em 不变，选项 C 正确．
12/12/2021
正弦式交变电流的图像从正弦式交变电流的图像中可以解读到以下信息来求解问题 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 e、i、u 随时间的变化规律．
12/12/2021
1.(多选)交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面垂直时，下列说法正确的是( ) A．电流将改变方向 B．磁场方向和线圈平面平行 C．穿过线圈的磁通量最大 D．线圈中产生的感应电动势最大
12/12/2021
解析：选 BD.当线圈平面与中性面垂直时，此时线圈平面与磁场平行，穿过线圈的磁通量为 0，但此时线圈两边均垂直切割磁感线，故线圈中产生的感应电动势最大；线圈转至此位置前，穿过线圈的磁通量若看成正向减少，转过此位置后则为反向增加，由楞次定律知感应电流的方向不变．综上所述可知选项 B、D 正确．
12/12/2021
解析：选 B.A 图中，穿过线圈的磁通量最大，但变化率为零，此时线圈产生的电动势为零，故 A 错；C 图中，穿过线圈的磁通量最大，变化率为零，此时产生的电动势也为零，线圈沿轴逆时针转动，由 C 转到 D 的过程中，穿过线圈的磁通量减小，感应电流形成的磁场与原磁场相同，故感应电流的方向为 adcba，与规定方向相反，电流为负，B 对；乙图中的 d 时刻电流为零，线圈应处于中性面位置，知 C 错；若乙图中 d 处是 0.02 s，即周期为 0.02 s，一个周期内电流方向改变两次，故 1 s 改变 100 次，D 错．

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5、一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在磁场中转动的角速度 100πrad/s。（1）写出感应电动势的瞬时值表达式。（2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的总电阻为100Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式，在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？
丙：电子计算机中的矩形脉冲
丁：激光通信中的尖脉冲
三、课堂练习
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 A B D ，属于正弦交变电流的是 A 。
i
t
A
B
C
D
2、交变电流：
和
都随时间
做的电流叫做交变电流．电压和电流随时间按变化的交流电叫正弦交流电． 3、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生． 4、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变．
§2—１交变电流
法拉第电磁感应定律告诉我们：穿过闭合电路的磁通量发生变化时，会产生感应电流，而磁通量变化的方式不同，产生的感应电流也不同，感应电流可以是恒定的，可以是变化的，可以是周期性变化的，本节我们将研究一种十分重要的周期性变化的电流——正弦交变电流．
思考1：什么是交变电流？
I
I
i=Imsinωt u=Umsinωt Im=Em/R叫电流的最大值 Um=ImR叫电压的最大值
（3）线圈从中性面转过180度的过程中，电动势的最
大值、平均值分别是多少？（4）转动过程中磁通量的变化率最大值是多少？
答案（1）e=311Sin100πt （2）I=3.11Sin（100π*1/120）=3.11*1/2=1.55（A）（3）E m=311V E=NΔφ/Δt=2NBSω/π≈198V （4）Δφ/Δt=311/N（Wb/s）
四、课堂总结：
1.交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。直流电流：方向不随时间做周期性改变的电流 2.交变电流的变化规律：方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。
大小变化规律-------按正弦规律变化：
０
t
０
t

一、交变电流
1．方向不随时间变化的电流称为直流 2．交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流
比较：
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｄ
Ｅ
Ｆ
交变电流是如何产生的呢？思考2：
思考：这样的发电机是怎样产生交变电流的呢？
=0 =0 E , I (甲) Φ 有最大值 .
,
有最大值 I 有最大值 E ， (乙) 电流方向： a —>b .
设整个电路的电的电路中，适用于直流电路的欧姆定律也适用于交变电流电路。其等效电路图如上。
i I m sin t
u U m sin t
正弦式交流电流：电路中的电流、电压按正弦规律变化的电流。
3.交变电流的种类
甲：家庭电路中的正弦交变电流
乙：示波器中的锯齿波扫描电压
正弦交变电流的图像
思考：正弦交变电流是否可以用数学公式来表示呢？
2.交流电的公式推导
从中性面开始，线圈以角速度ω ，以ad，bc的中点连线为轴逆时针旋转思考：经t时间线圈与中性面的夹角为多少？ ab和cd金属棒切割磁感线产生的电动势各为多大？
两金属棒作为等效电源是串联还是并联的？
～
e Bs sin t e Em sin t
E =0 , I (丙)Φ 有最大值
=0 .
,
， (丁) E 有最大值 I 有最大值电流方向： b—>a .
二、正弦交变电流的产生和表述
1.中性面
（1）线圈平面与磁感线垂直的位置叫中性面。
（2）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零（ ab和cd边都不切割磁感线），线圈中的电动势为零。（3）线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。