人教版高中物理选修3-2《交变电流》PPT课件
合集下载
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
高中物理 第五章 交变电流课件 3 课件 人教版选修3-2
精选ppt
2.图10－1－3中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固 定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是( )
精选ppt
解析： A、B选项中闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁
场且过线圈平面的转轴匀速转动，满足产生正弦式交
变电流的条件，能产生正弦式交变电流；C选项中转轴
平行于磁场，转动过程中，穿过线圈的磁通量始终为
精选ppt
4．一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变化的图象如图10－1－5
甲所示，则下列说法中正确的是
()
精选ppt
A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻Φ的变化率达最大 C．0.02 s时刻感应电动势达到最大 D．该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示
6．某同学在研究电容、电感对 恒定电流与交变电流的影响 时，采用了如图10－1－6所 示的电路，其中L1、L2是两 个完全相同的灯泡．已知把 开关置于3、4时，电路与交 流电源连通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同，则该 同学在如下操作过程中能观察到的实验现象是 ( )
精选ppt
A．当开关置于3、4时，稳定后若只增加交变电流的频 率，则L1变暗，L2变亮
(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)
所需的时间，单位是秒(s)，公式T＝
2π ω
.
(2)频率(f)：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数 ，单
位是赫兹(Hz)．
(3)周期和频率的关系：T＝
1 f
或f＝
1 T
.
精选ppt
2．交变电流的四值
(1)峰值：Em＝ nBSω . (2)瞬时值：交变电流在某一 时刻 的值，是时间的函数．
2.图10－1－3中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固 定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是( )
精选ppt
解析： A、B选项中闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁
场且过线圈平面的转轴匀速转动，满足产生正弦式交
变电流的条件，能产生正弦式交变电流；C选项中转轴
平行于磁场，转动过程中，穿过线圈的磁通量始终为
精选ppt
4．一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变化的图象如图10－1－5
甲所示，则下列说法中正确的是
()
精选ppt
A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻Φ的变化率达最大 C．0.02 s时刻感应电动势达到最大 D．该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示
6．某同学在研究电容、电感对 恒定电流与交变电流的影响 时，采用了如图10－1－6所 示的电路，其中L1、L2是两 个完全相同的灯泡．已知把 开关置于3、4时，电路与交 流电源连通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同，则该 同学在如下操作过程中能观察到的实验现象是 ( )
精选ppt
A．当开关置于3、4时，稳定后若只增加交变电流的频 率，则L1变暗，L2变亮
(1)周期(T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)
所需的时间，单位是秒(s)，公式T＝
2π ω
.
(2)频率(f)：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数 ，单
位是赫兹(Hz)．
(3)周期和频率的关系：T＝
1 f
或f＝
1 T
.
精选ppt
2．交变电流的四值
(1)峰值：Em＝ nBSω . (2)瞬时值：交变电流在某一 时刻 的值，是时间的函数．
人教版高中物理选修3-2第1节交变电流 (共48张PPT)
a(b)
θ
v1
θ
O(O’)
v1
d(c)
B
v
v2
ecd = eab
l
e = 2Bl ω sin ωt
2
e = Bl l ω sin ωt
交变电流的变化规律
l
a
b
O’
l
a
θ
c
O
d
ω
b
d
ab长为l1 ，bc长为l2
问6、线圈的感应电动势
多大？
e = Bl l ω sin ωt
c
S线框的面积
v
a(b)
θ
v1
θ
O(O’)v
1
d(c)
v
v2
ab长为l1 ，bc长为l2
问4、ab边的感应电动势
多大？
eab = B1 v1
eab = Bl v sin θ
l
eab = Bl ω sin ωt
2
交变电流的变化规律
ab长为l1 ，bc长为l2
问5、线圈的感应电动势
多大？
t=0 中性面
v2
v
b
a
ω
b
O’
a
θ
O
d
a(b)
v2 a(b)
v
c
d
v
θ
B
v
O(O’) v1
v1
c
d(c)
d(c)
v2
v
交变电流的变化规律
b
ω
b
O’
Ia
a
θ
v
v2 a(b)
v
c
a(b)
θ
O(O’) v1
d
交变电流优质课课件
4 典例精析 5 课堂小结 6Imsin ωt自我检测
一、交变电流
(1)把图 1 电路接在干电池的两端时，可以观察到的现象是什么？
自我检测
课堂小结
典例精析
学习探究
知识储备
图1
(2)把学图习中目电标路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎样的现象？
答案 (1)当接在干电池两端时，只有一个发光二极管会亮.
(1)图中，在线圈由甲转到乙的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？
(典2)在例线精圈析由丙转到丁的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？
(自3)当我线检圈测转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？
(课4)大堂致小画结出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从 E 经过负载流向 F 的电流记为正，
()
2.(交变电流的规律)如图 6 所示，矩形线圈 abcd 放在匀强磁场中，ad＝bc＝l1，ab＝cd＝l2.
从图示位置起该线圈以角速度 ω 绕不同转轴匀速转动，则
(CD )
× A.以 OO′为转轴时，感应电动势 e＝Bl1l2ωsin ωt
× B.以 O1O1′为转轴时，感应电动势 e＝Bl1l2ωsin ωt
( CD)
√ 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
中性面
各边切割磁感 线的速度为零
磁通量最大
感应电动势为零 中性面电流方向变
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
三、交变电流的规律
例 3 有一个正方形线圈的匝数为 10 匝，边长为 20 cm，线圈总电阻为 1 Ω，线圈绕 OO′
反之为负.在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻.
人教课标版高中物理选修3-2：《交变电流》课件-新版
第五章 交变电流
1 交变电流
一、交变电流
1、交变电流(AC) 方向一定改变
大小和方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流， 简称交流（alternating current，AC）
2、直流(DC) 方向不变
方向不随时间变化的电流称为直流（direct current，DC)
3、恒定电流
大小与方向都不随时间变化的电流称为恒定电流
e Em sin t
上式Em=NBSω，表示电动势可能达到的最大值，称为电动势的峰值。
纯电阻用电器两段电压： 流过的电流：
u Um sin t
i Im sin t
e
Em
0
0(甲)
-Em
u
Um
0
0(甲)
-Um
i
Im
0
0(甲)
-Im
1T/4(甲)
1T/2(甲)
1T/4(甲)
1T/2(甲)
线圈与磁场方向垂直时所处的平面 称作中性面； 线圈每次经过中性面电流方向发生 改变。
线圈与磁场平行时，磁 通 量 最 小 ， AB 、 CD 导 线垂直切割磁力线，磁 通量变化率最大，线圈 中的感应电动势最大。
三、交变电流的变化规律
如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁 场中，矩形线圈逆时针绕中轴OO′匀速
小结
1．交变电流：大小和方向随时间作周期性变化的电流。
2．交变电流的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
3．交变电流的变化规律： (1) 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。
(2) 大小变化规律-------按正弦规律变化： 从中性面计时
1 交变电流
一、交变电流
1、交变电流(AC) 方向一定改变
大小和方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流， 简称交流（alternating current，AC）
2、直流(DC) 方向不变
方向不随时间变化的电流称为直流（direct current，DC)
3、恒定电流
大小与方向都不随时间变化的电流称为恒定电流
e Em sin t
上式Em=NBSω，表示电动势可能达到的最大值，称为电动势的峰值。
纯电阻用电器两段电压： 流过的电流：
u Um sin t
i Im sin t
e
Em
0
0(甲)
-Em
u
Um
0
0(甲)
-Um
i
Im
0
0(甲)
-Im
1T/4(甲)
1T/2(甲)
1T/4(甲)
1T/2(甲)
线圈与磁场方向垂直时所处的平面 称作中性面； 线圈每次经过中性面电流方向发生 改变。
线圈与磁场平行时，磁 通 量 最 小 ， AB 、 CD 导 线垂直切割磁力线，磁 通量变化率最大，线圈 中的感应电动势最大。
三、交变电流的变化规律
如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁 场中，矩形线圈逆时针绕中轴OO′匀速
小结
1．交变电流：大小和方向随时间作周期性变化的电流。
2．交变电流的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
3．交变电流的变化规律： (1) 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。
(2) 大小变化规律-------按正弦规律变化： 从中性面计时
3.2交变电流的描述课件(21张PPT)
电流为I,让该交变电流和恒定电流分别通过
同一电阻(阻值为R),在一个周期(T=0.2 s)内,
该交变电流产生的热量
Q'=1 2 Rt1+2 2 Rt2=(4 2 A)2R×0.1 s+(-3 2 A)2R×0.1 s=5R
在一个周期内恒定电流通过该电阻产生的热量Q=I2RT=0.2 s·I2R。
项目
物理含义
重要关系
适用情况
瞬时值
交变电流某一
时刻的值
e=Emsin ωt
i=Imsin ωt
计算线圈某一时刻的受力情况
最大的瞬时值
Em=nBSω
m
Im=
确定用电器的耐压值
最大值
+
项目
物理含义
有 效
值
跟交变电
流的热效
应等效的
恒定电流
值
平 均
值
—
重要关系
m
E=
2
m
U=
I=
2
m
2
(正弦式交变电流)
Δ
=n Δ = +
适用情况
(1)计算与电流热效应相关的量
(如功率、热量);
(2)交流电表的测量值;
(3)电气设备标注的额定电压、
额定电流;
(4)保险丝的熔断电流
计算通过电路横截面的电荷量
知识拓展：电感器和电容器对交变电流的作用
1.电感器对交流电的阻碍作用
由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作
由Q=Q'得,I=5 A,即此交变电流的有效值I'=I=5 A。
新知探究
三、正弦式交变电流的公式和图像
如果已知交变电流的周期T或频率f,又知道它的电压的有效值或峰值,
同一电阻(阻值为R),在一个周期(T=0.2 s)内,
该交变电流产生的热量
Q'=1 2 Rt1+2 2 Rt2=(4 2 A)2R×0.1 s+(-3 2 A)2R×0.1 s=5R
在一个周期内恒定电流通过该电阻产生的热量Q=I2RT=0.2 s·I2R。
项目
物理含义
重要关系
适用情况
瞬时值
交变电流某一
时刻的值
e=Emsin ωt
i=Imsin ωt
计算线圈某一时刻的受力情况
最大的瞬时值
Em=nBSω
m
Im=
确定用电器的耐压值
最大值
+
项目
物理含义
有 效
值
跟交变电
流的热效
应等效的
恒定电流
值
平 均
值
—
重要关系
m
E=
2
m
U=
I=
2
m
2
(正弦式交变电流)
Δ
=n Δ = +
适用情况
(1)计算与电流热效应相关的量
(如功率、热量);
(2)交流电表的测量值;
(3)电气设备标注的额定电压、
额定电流;
(4)保险丝的熔断电流
计算通过电路横截面的电荷量
知识拓展：电感器和电容器对交变电流的作用
1.电感器对交流电的阻碍作用
由于线圈与交变电流之间的电磁感应作用所引起的阻碍作
由Q=Q'得,I=5 A,即此交变电流的有效值I'=I=5 A。
新知探究
三、正弦式交变电流的公式和图像
如果已知交变电流的周期T或频率f,又知道它的电压的有效值或峰值,
人教版高二物理选修3-2课件：5.1 交变电流 (共34张PPT)
说 教 材
通过本章的学习 使学生更好的把 物理知识与现实 生活有机的结合 在一起。
感应定律的具体 应用
基础
教材 分析
说 模 式 说 学 情
说教学设 计
说 板 书
说 评 价
七说
说 教 材
交变 电流
说 开 发
电磁感应
说 学
选修3-2 第四章第四节 《电磁感应定律 》 选修3-1第二章 《恒定电流》
情
交 流 电 的 产 生
设计意图:
交变电流的产生是这节课的重点之一，我 采用从感性到理性，由定性到定量，逐步 深入的方法，用问题链的方式引导学生分 析线圈转动一周的过程中感应电动势大小 方向变化，以降低难度，突破重点。
教师提出概念
分组讨论
汇总
各组总结交 流 电 的Fra bibliotek产 生概 念
与磁场方向垂直的 平面叫中性面
设计意图： 使学生通过想象更 清楚的认识线框转 动过程
结合之前学习内容 画出线框示意图
设置问题 总结规律 难点
1.线圈转动的线速度为 。 2.时间t内转过的角度为 ，此时ab边线速度 v与磁感线的夹角等于 ？ 3.这时ab边中的感应电动势？cd边切割磁感线 的感应电动势？
设计意图： 用设置问题的 方式引导学生 逐步的进行推 导，有利于学 生记忆知识， 同时体验探索 成功的成就感
人教版高中物理3-2 第五章 交变电流
5.1 交变电流
说教学设 计
说 模 式
说 板 书
说 评 价
说 学 情
七说
说 教 材
交变 电流
说 开 发
电磁感应
说教学设 计
说 模 式
说 板 书
说 评 价
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
人教版新课程高中物理选修3-2《交变电流》(全章)精品课件
感应电动 势最大
感应电动 势为零
例与练
4、一台交流发电机产生正弦式交变电流，如果 发电机线圈在转动过程中产生的感应电动势最大 值为400V，线圈转动的角速度为314rad/s，从 图示位置开始计时，写出电动势的瞬时值表达式。 如果这个发电机线圈电阻为20Ω，与发电机连接 的外电路只有一个阻值为180Ω的电阻，写出电 路中电流的瞬时值表达式。
线圈与中性 面垂直
例与练
2、如图所示，从开始计时后，线圈第一次转到 0.04s 中性面的时刻为______末，此时穿过线圈的磁通 最大 量______（填“最大”或“零”），线圈中感应 零 的电动势______（填“最大”或“零”），在 0.02s末时刻，线圈在磁场中的位置是 与中性面垂直 _____________。
开始计时
i I m sin(t )
最大值 线圈在磁场中转 动的角速度
例与练 1、如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经 过图示位置时（ ） A、穿过线圈的磁通量最大，线圈中感应电流最大 B、穿过线圈的磁通量最大，线圈中感应电流最小 C、穿过线圈的磁通量最小，线圈中感应电流最大 D、穿过线圈的磁通量最小，线圈中感应电流最小
U
Um 2
220V
U I 0.5 A R
交流电压表和 电流表的读数 为有效值。
例与练 10、如图所示，线圈的电阻共1.25Ω，在匀强磁 场中绕00′轴以某一角速度匀速转动时，恰好使 标有“1.5V 3.0W”的小灯泡L正常发光，求： （1）线圈中感应电流的最大值。 （2）线圈产生的感应电动势的最大值。
5、闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴 匀速转动，线圈中产生的交变电动势的瞬时值表 达式为e=311sin(314t)V。则此交流电的峰值 为 311V ，有效值为 220V ，周期 为 0.02s ，频率为 50Hz 。
交变电流 高中物理选修教学课件PPT 人教版
实验注意事项：
1.线圈从中性面 开始旋转。
2.先转半周，再 转后半周。
i 前半周
0
t
后半周
教学七个环节：
二极管探究电流方向 单匝线圈探究实验 理论推导
借助演示，引入新课
传感器探究电流大小
传感器观察中性面 处电流改变方向 科学漫步
教学过程：
一、借助演示，引入新课
观察指针 变化
手摇发电机产生的电流 与恒定电流是不同的.
探究交变电流的 产生过程及中性 面的特点。
了解发电厂发电过 程，激发学生 的学 习兴趣，体现“生 活—物理—生活” 的理念。
创新点：
1.对教材中的实验进行改进 01 二极管实验
缺点：学生被动接受，缺少思考。
问题链：
1.连入一个二极管，观察现象。 2.通过现象能说明电流方向 发生变化吗？ 3.引入两个二极管。 4.为了证明电流方向，两个二极 管应该如何连接。
交变电流
说课流程
A 教材、学情分析 B 教学目标 C 教学设计 D 创新点 E 教学过程 F 教学反思
教材分析：
选自人教版物理选修3-2 第五章 第1节 交变电流
交变电流是电磁感应理论的具 体应用，是前一章的延续和发展， 同时也是本章的理论基础，所以本 节课起到了承上启下的作用。
学情分析：
已有基础
学生已有电磁感应的 理论基础，在此基础上 建构新的知识，符合认 知规律。
存在问题
本节内容较抽象，概 念较多，学生在理解方 面会存在一些困难。
教学目标：
核心 素养
物理 观念
科学 思维
科学 探究
科学 态度
知道交变电流、 中性面等概念， 能用函数表达 式 和图象描述 交变电流。
人教版选修3-2 5.1交变电流(共19张PPT)
小结
1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
3、交变电流的变化规律： （1）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。
（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：
优 质 课 件 优 秀课件 课件公 开课免 费课件 下载免 费ppt下 载人教 版选修 3－2 5 . 1 交 变电流 (共19张 PPT)
5.1 交变电流
优 质 课 件 优 秀课件 课件公 开课免 费课件 下载免 费ppt下 载人教 版选修 3－2 5 . 1 交 变电流 (共19张 PPT)
优 质 课 件 优 秀课件 课件公 开课免 费课件 下载免 费ppt下 载人教 版选修 3－2 5 . 1 交 变电流 (共19张 PPT)
1.线圈经过中性面时，磁通量最大，感应电动势为零， 感应电流为零。
2.线圈每经过中性面一次，交流电方向改变一次， 线圈每转动一周，两次经过中性面，交流电的方向 改变两次。 3.线圈与磁感线平行时（与中性面垂直） ，磁通量为 零，感应电动势最大，感应电流最大。
优 质 课 件 优 秀课件 课件公 开课免 费课件 下载免 费ppt下 载人教 版选修 3－2 5 . 1 交 变电流 (共19张 PPT)
理解
公式：e Em sin t
1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所 产生的交变电流按照正弦函数的规律变化——正弦式交流电
2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值， ω为线圈转动的角速度 e为瞬时值
3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立
4、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧
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。
人教版高中物理选修3-2课件：5.1 交变电流 (共30张PPT)
解：图中的位置，线框的向右的磁通量增大，感应电 流的磁场才方向向左，所以感应电流的方向为:
MILKN，如图：
从中性面开始计时感应电 动势的瞬时表达式为:
E＝ Emsinwt
当线圈平面与中性面夹角 为30°时，即wt＝30°，则:
E
1 2
Em
1 2
BSw
一、交变电流
课堂小结
1、交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化 2、直流电流：①大小变化，方向不变化的叫直流
那么交流电是如何产生的呢？
二、交变电流的产生 交 流 发 电 机 模 型
B0
中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置。 ①此位置AB、CD边的速度方向与磁感线平行，各 边都不切割磁感线，故呈电中性所以叫中性面。 ②线圈经过中性面时，Φ最大（B⊥S），但线圈 中E=0，电流I=0。
Φ
顶点（中性面）
Φm
大。I也最大。感应电流方向B到A。
Φ
垂直中性面
Φm
斜率即为切线
-Φm
②而线圈平面转到跟中性面垂直时,穿过线圈的磁通 量重为0，但是曲线的斜率最大，即磁通量的变化 率 最大，感应电动势最大。
t
C
O' D
O' C
N
S
B
ND
AS
L A
KF
OE 丙
L
K
F
OE 丁
当线圈再逆时针转过90。时，线框又处于中性面
当线圈转到什么位置时线圈中的电流最大?
当线圈转到乙、丁位置时，线圈平面与磁感线平行时 , AB边和CD边线速度方向都跟磁感线方向垂直，即 两边都垂直切割磁感线，此时产生感应电动势最大， 这时线圈中的电流最大。
4、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经过负载 流向F的电流记为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、 乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。
物理选修3-2人教版 5.1交变电流 (共27张PPT)
五、其他交变电流波形图
家庭电路 中的正弦
式电流
示波器中的 锯齿波扫描
电压
电子计算 机中的矩
形脉冲
激光通信用 的尖脉冲
正弦式交变电流规律
1. 交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
2. 交变电流的变化规律： （1）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。
A(B)
如 D(C) 图
乙
2、特点小结
（1）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，线圈中的电动势为零。 （2）线圈垂直中性面时，穿过线圈的磁通量为零，但 磁通量的变化率最大，线圈中的电动势为最大。 （3）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。
u＝Umsin ωt＝ REm sin ωt R＋r
i＝Imsin ωt＝ Em sin ωt R＋r
图象
1.如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过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，电流方向为正。则下列四幅图中正确的是 ( D )
三、交变电流的一般变化规律
如图所示，一线圈从中性面开始绕逆时针转动，角 速度为 ω。AB、CD 宽 L1，AD、BC 长 L2，经过时间 t， 处于图示位置，此时线圈中的感应电动势多大？
B A
C D
三、交变电流的一般变化规律
B
A C
D
t=0
v‖ A(B) θ v v⊥
中性面 B
D(C)
AB
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
探究归纳
请填入你的内容，或通过复制内容后用右键选择只保留文本来 粘贴内容。
高二年级 选修3-2
探究1：交变电流是怎样产生的
装置：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动
1.交变电流产生示意图
【问题探究】：假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如上图甲至丁，请思考以下问题. (1)线圈由甲转到乙和由丙转到丁的过程中，AB边中电流分别向哪个方向流动？ (2)当线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么位置时线圈中电流最大? (3)大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线。
2.过程分析
A(B) D(C)
B⊥S Φ最大 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,i=0
将立体图转化为平面图
2.过程分析
A(B)
D(C)
B∥S Φ=0 E最大 I最大
感应电流方向B到A。 线圈与磁场平行时，Φ最小，但线圈中的电动势最大。
PART 02
探究归纳
Phenomenon whereby something new and somehow valuable is formed the created item
PART 03
拓展思考
Phenomenon whereby something new and somehow valuable is formed the created item
A.大小和方向都不断变化 B.方向不变,大小不断变化 C.变化的规律i=Imsinωt D.变化的规律i=Imcosωt
【解题关键】：线框开始转动时，线框平面与磁场平行，此时感应电动势最大； 线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时产生交流电。
课堂小结
交变电流
定义 产生
典型特征：电流方向发生变化
正弦式电流的产生条件： 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 中性面与垂直中性面的特点比较
v// A(B)
θ
B
v
v⊥
e1
BL1v sin
BL1
L2 2
sin t
⑤ 线圈中的感应电动势多大？
D(C)
e
2BL1
L2 2
sin t
BS
sin t
中性面
探究归纳：交变电流的变化规律
1.以线圈经过中性面时开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势
e BSsint
若为N匝线圈 则 e NBS sint
令 Em NBL1L2 =NBSω
e Em sin t
2.若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧姆定律
i e (R r)
I i
R
e m
sin
r
t
U R两端的电压为 u
sin t
m
正弦式交流电
3.交流电的图象（注意观察线圈的Fra bibliotek置和图线的变化）
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
PART 04
课堂小结
Phenomenon whereby something new and somehow valuable is formed the created item
课堂引入
请填入你的内容，或通过复制内容后用右键选择只保留文本来 粘贴内容。
高二年级 选修3-2
课堂引入：
什么是交变电流，它是怎样产生的？
o
A(B)
探究归纳
a. 磁通量Φ最大 b. 磁通量的变化率 为零，E＝0
t
c. 当线圈转至中性面时，电流方向发生改变 d. 线圈转动一周电流方向改变两次
2.乙、丁最大值面（线圈垂直中性面）
a. 磁通量Φ为0
b. E最大，磁通量的变化率
t
最大
3.应用实例
【典例2】矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，
D(C) B
A(B)
B⊥S v // B
Φ最大 E=0 I=0
中性面
D(C)
A(B)
B
B∥S v⊥B
Φ=0 E、I最大
感应电流方向C到D
拓展思考
请填入你的内容，或通过复制内容后用右键选择只保留文本来 粘贴内容。
高二年级 选修3-2
拓展思考
线圈转动一周，经过中性面多少次?电流方向改变多少次?
C(D)
变化规律
数学表达式：e Em sin t
图像：是一条正弦（或余弦）曲线
第5章 第1节 交变电流
交变电流
ALTERNATING CURRENT
主讲人：当图
演讲时间：20XX
高二年级 选修3-2
磁感应强度是B ，经历过的时间是t。试推导交变电流随时间的变化规律。
t=0
【推导】：设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω，AB、CD宽L1，AD、BC长L2，磁感应强度是B，则经过时间t：
① 线圈与中性面的夹角是?
t
② AB边的速度多大？
v L2
③ AB边速度方向与磁场夹角是？ 2 t
④ AB边中的感应电动势多大？
下列说法中错误的是（C
）
A．在中性面时，通过线圈的磁通量最大 B．在中性面时，感应电动势为零 C．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零 D．线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次
探究2：交变电流的变化规律
【推导】：如右图设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω，AB、CD宽L1，AD、BC长L2 ，
交变电流的波形图有什么特点？
交变电流的概念
1.交变电流(AC)： 大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称交流。
几种常见的交变电流的种类
(1)正弦式交流电 (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
2.直流电流(DC)
方向不随时间变化的电流。
3.应用实例 【典例1】如图所示，属于交流电的是( C )
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
KA
L
d
B
b
c
a
d
kA
L
B
Em e
T
4
o
2
T
3T
2
4
Tt
π
3
2π ωt
2
课堂小结
请填入你的内容，或通过复制内容后用右键选择只保留文本来 粘贴内容。
高二年级 选修3-2
3.应用实例
【典例3】(多选)一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴旋转,切割磁感线的 两边通过导体圆环外接电阻R,自图示位置开始以角速度ω匀速转动,则通过R 的电流( AD )
第5章 第1节 交变电流
交变电流
ALTERNATING CURRENT
主讲人：当图
演讲时间：20XX
高二年级 选修3-2
CONTENTS
PART 01
课堂引入
Phenomenon whereby something new and somehow valuable is formed the created item