【志鸿优化设计】2014-2015高中物理 3-3 交变电流课件 新人教版选修1-1
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人教版高中物理选修-交变电流课件-ppt精品课件
• 成立条件:转轴垂直匀强磁场,经中性 面时开始计时.
(2)电流按正弦规律变化 iImsint
(3)电路上的电压按正弦规 uUmsint
律变化
电流 iImsin t 通过R时:
ui R , U mImR.
四、交流电的图像
从中性面开始计时
如果从乙图开始计时:交流电图像如何画?
eEmcost
从中性面开始计时磁通量变化图像如何?是正弦还是余弦图
1、在线圈由甲转到乙的过程中,AB边中电流向哪 个方向流动? 由B→A
2、在线圈由丙转到丁的过程中,AB边中电流向哪 个方向流动? 由A→B
1.中性面:线圈平面与磁 感线垂直的位置叫做中性面. .来自 Vrr L 2V
r
E1 BLVsin
BLLsint
2
BSsint
2
E总 E1 E2
所以
eNB L2si nt
交流发电机简介
人教版高中物理选修3-2 5.1 交变电流课件(共27张PPT)【PPT优 秀课件 】-精 美版
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什么时刻磁通量变化率最大?什么时刻磁通量变化率最小
(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
( ab和cd边都不切割磁感线),线圈
中的电动势为零
2)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.
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0.0628V 线圈平面与磁场方向平行。
(2)电流按正弦规律变化 iImsint
(3)电路上的电压按正弦规 uUmsint
律变化
电流 iImsin t 通过R时:
ui R , U mImR.
四、交流电的图像
从中性面开始计时
如果从乙图开始计时:交流电图像如何画?
eEmcost
从中性面开始计时磁通量变化图像如何?是正弦还是余弦图
1、在线圈由甲转到乙的过程中,AB边中电流向哪 个方向流动? 由B→A
2、在线圈由丙转到丁的过程中,AB边中电流向哪 个方向流动? 由A→B
1.中性面:线圈平面与磁 感线垂直的位置叫做中性面. .来自 Vrr L 2V
r
E1 BLVsin
BLLsint
2
BSsint
2
E总 E1 E2
所以
eNB L2si nt
交流发电机简介
人教版高中物理选修3-2 5.1 交变电流课件(共27张PPT)【PPT优 秀课件 】-精 美版
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什么时刻磁通量变化率最大?什么时刻磁通量变化率最小
(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
( ab和cd边都不切割磁感线),线圈
中的电动势为零
2)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.
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0.0628V 线圈平面与磁场方向平行。
物理选修人教新课标第三章 三交变电流课件(与“电流”有关文档共16张)
___赫_____,符号是_____H_z__.
第2页,共16页。
4.电容器
电子技术中有重要应用.
5.如图 3-3-1 所示为一正弦交变电压随时间变化的图
象,由图可知( C ) A.交流电的周期为 2 s B.用电压表测量该交流
第4页,共16页。
对于交流发电机来说,不管是线圈转动,还是磁体转动, 都是要使穿过线圈的磁通量发生变化,才能产生感应电动势, 在电路闭合的条件下,产生感应电流,进而完成发电的任务. 根据法拉第电磁感应定律,对于同一个发电机,转动速度越快,
磁通量变化率越大,所产生的感应电动势越大,感应电流越强.
第5页,共16页。
1.判断是否为交变电流的主要依据是看电流的方向是否发
生变化.
第12页,共16页。
2.正弦式交流电的表达式为:i=Imsinωt,u=Umsinωt.
从中可知:电压最大值为
Um,
有效值为Um;电流最大值为 2
Im,有效值为
【例1】交流发电机的原理是( ) A.通电导体周围空间有磁场 B.通电导体在磁场中会受到力的作用
C.电磁感应现象
D.同名磁极相排斥,异名磁极相吸引 解析:发电机的工作原理是电磁感应. 答案:C
第6页,共16页。
【触类旁通】 1.下列设备中,利用电磁感应原理工作的是( ) C A.电动机 B.白炽灯泡 C.发电机 D.电风扇
函数规律变化,叫做________________. 3 W”灯泡中 12 V 是有效值,
12. .下电定列网设中电备的流中交,变值利电用流,电 ,磁它都感的应电是原流理、交工电流作压的都的是随着( _时_间)_按_正_弦_有__效_值_(填“有效值”、“峰值”).
3.(多选) 某交流电源电压的瞬时值表达式为 u=6 sin 100πt V, D.某一时刻的交流电压为 U=311sin 50πt V
第2页,共16页。
4.电容器
电子技术中有重要应用.
5.如图 3-3-1 所示为一正弦交变电压随时间变化的图
象,由图可知( C ) A.交流电的周期为 2 s B.用电压表测量该交流
第4页,共16页。
对于交流发电机来说,不管是线圈转动,还是磁体转动, 都是要使穿过线圈的磁通量发生变化,才能产生感应电动势, 在电路闭合的条件下,产生感应电流,进而完成发电的任务. 根据法拉第电磁感应定律,对于同一个发电机,转动速度越快,
磁通量变化率越大,所产生的感应电动势越大,感应电流越强.
第5页,共16页。
1.判断是否为交变电流的主要依据是看电流的方向是否发
生变化.
第12页,共16页。
2.正弦式交流电的表达式为:i=Imsinωt,u=Umsinωt.
从中可知:电压最大值为
Um,
有效值为Um;电流最大值为 2
Im,有效值为
【例1】交流发电机的原理是( ) A.通电导体周围空间有磁场 B.通电导体在磁场中会受到力的作用
C.电磁感应现象
D.同名磁极相排斥,异名磁极相吸引 解析:发电机的工作原理是电磁感应. 答案:C
第6页,共16页。
【触类旁通】 1.下列设备中,利用电磁感应原理工作的是( ) C A.电动机 B.白炽灯泡 C.发电机 D.电风扇
函数规律变化,叫做________________. 3 W”灯泡中 12 V 是有效值,
12. .下电定列网设中电备的流中交,变值利电用流,电 ,磁它都感的应电是原流理、交工电流作压的都的是随着( _时_间)_按_正_弦_有__效_值_(填“有效值”、“峰值”).
3.(多选) 某交流电源电压的瞬时值表达式为 u=6 sin 100πt V, D.某一时刻的交流电压为 U=311sin 50πt V
高中物理 第3章 三交变电流课件 新人教版选修11
第七页,共29页。
温馨提示 各种使用交变电流的电器(diànqì)上,所标注 的电压、电流都是有效值.
第八页,共29页。
四、交流电能通过(tōngguò)电容器 电容器具有“隔___直_流____,通__交__流__(_j_iā”o的liú特) 点,故在电 子技术上广泛应用.
第九页,共29页。
一、交变电流的产生 1.交流发电机 各种发电机都由固定不动的“定子”和连续转动的“转 子”组成.常见发电机有两类: (1)旋转电枢式发电机:线圈(xiànquān)在磁场中旋转.线 圈(xiànquān)(电枢)是转子,磁体是定子.
交流电变化规律和图象(tú xiànɡ)
2.如图 3-3-4 所示是一正弦交变电流的电流图象,此
正弦交变电流的频率和电流的有效值分别为( )
A.50 Hz,10 2 A
B.50 Hz,5 2 A
C.100 Hz,10 2 A
D.100 Hz,5 2 A
图3-3-4
【答案(dáàn)】B
第二十六页,共29页。
=3 2 A,T=0.02 s.
设另一直流电 I,则通过同样的电阻在同样时间(T=0.02 s)
内产生的热量为:Q 直=I2RT.
根据有效值的定义,由 Q 直=Q 交,即 I2RT=(I21+I22)R·T2得
I=
I21+2 I22=
32+18 2
A=5 A.这个直流电流就称为此交
变电流的有效值.
第二十五页,共29页。
交变电流(diànliú)的理解 【 典 例 1】 ( 多 选 ) 下 图 中 属 于 交 变 (jiāo biàn) 电 流 的 是 ()
第十六页,共29页。
解析 根据交变电流的定义判断,大小和方向都随时间做 周期性变化的电流叫做交变电流.符合此定义的是B、C两图, A、D两图中只是电流的大小做周期性变化,方向未变,不符 合定义.
温馨提示 各种使用交变电流的电器(diànqì)上,所标注 的电压、电流都是有效值.
第八页,共29页。
四、交流电能通过(tōngguò)电容器 电容器具有“隔___直_流____,通__交__流__(_j_iā”o的liú特) 点,故在电 子技术上广泛应用.
第九页,共29页。
一、交变电流的产生 1.交流发电机 各种发电机都由固定不动的“定子”和连续转动的“转 子”组成.常见发电机有两类: (1)旋转电枢式发电机:线圈(xiànquān)在磁场中旋转.线 圈(xiànquān)(电枢)是转子,磁体是定子.
交流电变化规律和图象(tú xiànɡ)
2.如图 3-3-4 所示是一正弦交变电流的电流图象,此
正弦交变电流的频率和电流的有效值分别为( )
A.50 Hz,10 2 A
B.50 Hz,5 2 A
C.100 Hz,10 2 A
D.100 Hz,5 2 A
图3-3-4
【答案(dáàn)】B
第二十六页,共29页。
=3 2 A,T=0.02 s.
设另一直流电 I,则通过同样的电阻在同样时间(T=0.02 s)
内产生的热量为:Q 直=I2RT.
根据有效值的定义,由 Q 直=Q 交,即 I2RT=(I21+I22)R·T2得
I=
I21+2 I22=
32+18 2
A=5 A.这个直流电流就称为此交
变电流的有效值.
第二十五页,共29页。
交变电流(diànliú)的理解 【 典 例 1】 ( 多 选 ) 下 图 中 属 于 交 变 (jiāo biàn) 电 流 的 是 ()
第十六页,共29页。
解析 根据交变电流的定义判断,大小和方向都随时间做 周期性变化的电流叫做交变电流.符合此定义的是B、C两图, A、D两图中只是电流的大小做周期性变化,方向未变,不符 合定义.
人教版高中物理选修1-1第三章三《交变电流》ppt课件
三 交变电流
一、交流发电机 1.工作原理:线圈在磁场中转动,线圈中的磁通量发生变化, 产生感应电动势,如果线圈的两端连有用电器,形成闭合电 路,电路中就产生了电流。 2.电流分类: (1)交变电流:大小、方向随时间做___________的电流。 (2)直流:只沿一个方向流动的电流。
周期性变化
【名师点睛】交变电流的方向 (1)交变电流的方向周期性变化。 (2)线圈转一周,感应电流方向改变两次。
电流的有效值)Ue=____≈0.707 Um,Ie=____≈0.707 Im。
Um
Im
2
2
【名师点睛】对交变电流有效值的理解 (1)交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的。 (2)恒定电流和交变电流的“三同原则”(即相同时间、相同 阻值电阻和产生相同热量)。 (3)没有特别说明都指有效值,如交变电流的电压、电流以及 用电器上标出的额定电压、额定电流,都是指其有效值。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题,有的要求回答,有的则是自问自答。一般来说,老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键,若能抓住老师提出的问题深入思考,就可以抓住老师的思路。
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的,若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较,便可以抓住老师的思路。
所以频率f= 答案:70.7
=5 Hz。
1 T5
【方法技巧】分析正弦式交流电U-t图像的思路
(1)观察t轴,明确周期,可利用公式
求出f交流1电的频率。
(2)分析纵轴,明确。
Ue
Um 2
0.707
Um,
Ie
一、交流发电机 1.工作原理:线圈在磁场中转动,线圈中的磁通量发生变化, 产生感应电动势,如果线圈的两端连有用电器,形成闭合电 路,电路中就产生了电流。 2.电流分类: (1)交变电流:大小、方向随时间做___________的电流。 (2)直流:只沿一个方向流动的电流。
周期性变化
【名师点睛】交变电流的方向 (1)交变电流的方向周期性变化。 (2)线圈转一周,感应电流方向改变两次。
电流的有效值)Ue=____≈0.707 Um,Ie=____≈0.707 Im。
Um
Im
2
2
【名师点睛】对交变电流有效值的理解 (1)交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的。 (2)恒定电流和交变电流的“三同原则”(即相同时间、相同 阻值电阻和产生相同热量)。 (3)没有特别说明都指有效值,如交变电流的电压、电流以及 用电器上标出的额定电压、额定电流,都是指其有效值。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题,有的要求回答,有的则是自问自答。一般来说,老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键,若能抓住老师提出的问题深入思考,就可以抓住老师的思路。
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的,若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较,便可以抓住老师的思路。
所以频率f= 答案:70.7
=5 Hz。
1 T5
【方法技巧】分析正弦式交流电U-t图像的思路
(1)观察t轴,明确周期,可利用公式
求出f交流1电的频率。
(2)分析纵轴,明确。
Ue
Um 2
0.707
Um,
Ie
【志鸿优化设计】2014-2015高中物理 3-5 高压输电课件 新人教版选修1-1
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
目标导航
预习导引
预习交流 1
我们日常生活中的照明用电是 220 V , 如果不采用高压输电, 我们就 用 220 V 的电压输电, 如果输电线的电阻为 1 Ω, 输电总功率为 100 kW , 试 计算在输电线上损失的功率. 你发现了什么问题? 答案: 若用 220 V 的电压输电, 由 P=U I知输电线上电流
P U2
损
U n U2 n2
=I2R .
(3)电能输送到用户处需先经降压变压器降压, 降至用户所需的用 电电压 U 4 后再给用户供电, 则 3= 3. (4)用户实际得到的功率 P' =P-P 损.
U n U4 n4
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
目标导航
预习导引
二、电网供电
1. 用电网送电, 可以在一次能源产地使用大容量的发电机组, 减少 发电设施的重复建设, 降低运输一次能源的成本, 获得最大的经济利益. 2. 电网可以保证发电和供电系统的安全与可靠, 调整不同地区电力 供需的平衡, 保障供电质量.
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
问题导学
当堂检测
迁移与应用 例 2“ 二滩” 水电站于 1991 年 9 月动工, 1997 年 11 月 10 日 下闸蓄水, 1998 年开始向西南电网送电, 设计装机容量为 330× 10
4
kW . 2000 年竣工后, 年发电量达到 170 亿千瓦时. 大坝为混凝土双曲拱坝, 坝高 240 m , 是 20 世纪亚洲装机容量、库容量最大的水利枢纽工程 . 设 想将“ 二滩” 的电能输送到成都地区, 如果使用相同的输电线, 从减少输 电线上的电能损失来看, 在 50× 10 V 超高压和 11× 10 V 高压两种输电方 案中应选用 一种的 %. 输电方案, 因为该方案输电线上的电能损失是另
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 。
高中物理人教版选修1-1课件:3.3交变电流
在交流电路中时,电路中有电流,有电荷的定向移动,但没有电荷能
通过电容器。选项B、D正确。
答案:BD
-19-
三、交变电流
类型一
类型二
目标导航
Z 知识梳理 Z重难聚焦
HISHISHULI
HONGNANJUJIAO
D典例透析
IANLITOUXI
类型三
题后反思电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的,并无
三、交变电流
一
二
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Z 知识梳理 Z重难聚焦
HISHISHULI
HONGNANJUJIAO
D典例透析
IANLITOUXI
三
三、交变电流与电容器的关系
1.为什么交变电流能通过电容器
将电容器和电源相连,当开关合上时,电容器正极板上的自由电
子便被电源所吸引,并推送到负极板上面,由于电容器两极板之间
隔有绝缘材料,所以从正极板跑过来的自由电子便在负极板上面堆
内充放电次数越多,充放电电流越大,也就是说,电容器对于频率高
的交变电流的阻碍作用小,即容抗小;反之,电容器对频率低的交变
电流产生的容抗大。对于同一频率的交变电流,电容器的电容量越
大,容抗就越小,电容量越小,容抗就越大。
-14-
三、交变电流
类型一
类型二
目标导航
Z 知识梳理 Z重难聚焦
HISHISHULI
随时间变化的规律用曲线画出来,会得到图中所示的正弦曲线,这
就是正弦式电流的图象。
-9-
三、交变电流
一
二
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Z 知识梳理 Z重难聚焦
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D典例透析
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通过电容器。选项B、D正确。
答案:BD
-19-
三、交变电流
类型一
类型二
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D典例透析
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类型三
题后反思电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的,并无
三、交变电流
一
二
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D典例透析
IANLITOUXI
三
三、交变电流与电容器的关系
1.为什么交变电流能通过电容器
将电容器和电源相连,当开关合上时,电容器正极板上的自由电
子便被电源所吸引,并推送到负极板上面,由于电容器两极板之间
隔有绝缘材料,所以从正极板跑过来的自由电子便在负极板上面堆
内充放电次数越多,充放电电流越大,也就是说,电容器对于频率高
的交变电流的阻碍作用小,即容抗小;反之,电容器对频率低的交变
电流产生的容抗大。对于同一频率的交变电流,电容器的电容量越
大,容抗就越小,电容量越小,容抗就越大。
-14-
三、交变电流
类型一
类型二
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Z 知识梳理 Z重难聚焦
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随时间变化的规律用曲线画出来,会得到图中所示的正弦曲线,这
就是正弦式电流的图象。
-9-
三、交变电流
一
二
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HISHISHULI
HONGNANJUJIAO
D典例透析
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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。
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无论哪种发电机,转动的部分叫转子,不动的部 分叫定子.
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人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件(共20张PPT)
3、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定
轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,下面说法
中正确的是 C 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的绝对值最大 D.每当e变换方向时,通过线圈的磁通量绝对值最小
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件(共20张PPT)
1、在线圈由甲转到乙的过程中,AB边中电流向哪个方
BA 向流动?(AB要向下运动,安培力阻碍它,向上)
2、在线圈由丙转到丁的过程中,AB边中电流向哪个方
向流动? AB
3、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? 中性面甲丙, 乙丁
Em为最大值,其实也就是法拉第
n
BLV
e=法拉第最大sinωt (瞬时电动势)
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件(共20张PPT)
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关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,以下说
法中正确的是 ( ) C A.线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改 变一次,感应电动势方向不变
B.线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次 C.线圈平面经过中性面一次,感应电动势和感应电 流的方向都要改变一次 D.线圈转动一周,感应电动势和感应电流方向都要 改变一次
人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流课件(共20张PPT)
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3、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定
轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示,下面说法
中正确的是 C 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的绝对值最大 D.每当e变换方向时,通过线圈的磁通量绝对值最小
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1、在线圈由甲转到乙的过程中,AB边中电流向哪个方
BA 向流动?(AB要向下运动,安培力阻碍它,向上)
2、在线圈由丙转到丁的过程中,AB边中电流向哪个方
向流动? AB
3、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? 中性面甲丙, 乙丁
Em为最大值,其实也就是法拉第
n
BLV
e=法拉第最大sinωt (瞬时电动势)
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关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,以下说
法中正确的是 ( ) C A.线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改 变一次,感应电动势方向不变
B.线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次 C.线圈平面经过中性面一次,感应电动势和感应电 流的方向都要改变一次 D.线圈转动一周,感应电动势和感应电流方向都要 改变一次
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高中物理 第三章 电磁感应 3 第三节 交变电流课件 新人教版选修1-1
一、交流发电机 1.结构:由固定不动的“_定__子___”和连续转动的“__转__子__” 组成. 2.原理:_电__磁__感__应___现象,线圈在磁场中转动产生感应电动 势. 3.交流和直流:线圈在磁场中转动时产生的_大__小___、_方__向___ 随时间做_周__期__性___变化的电流叫交变电流.方向不变的电流叫 _直__流___.
4.有效值的应用 (1)在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保 险丝的熔断电流时,只能用交变电流的有效值.如电功率的计 算式:P=IU 中,U、I 均为有效值. (2)在交流电路中,电压表、电流表、功率表等电工仪表的示数 均为交变电流的有效值.在没有具体说明的情况下,所给出的 交变电流的电压、电流及电功率指的都是有效值. (3)我国民用交变电流:照明电压 220 V 和动力电压 380 V 都是 指有效值.
交变电流的平均值和有效值
如图所示,矩形线圈的匝数为 n,线圈面 积为 S,线圈电阻为 r,在磁感应强度为 B 的匀 强磁场中绕 OO′轴以角速度 ω 匀速转动,产生的 感应电动势最大值为 Em=nBSω,外电路电阻为 R,在线圈由图示位置转过 90°的过程中,求: (1)通过电阻 R 的电荷量 q; (2)电阻 R 上产生的焦耳热 Q.
“有效值”定义中有“相等时间……”相等时 间不是指任意长或任意短的时间,指的是一个周期或周期的整 数倍.
如图所示为一交变电流的电流随时间变化的图象,此交 变电流的有效值是( )
A.5 2 A C.3.5 2 A
B.5 A D.3.5 A
[思路探究] (1)定义有效值的依据是什么? (2)如何求解非正弦式交变电流的有效值?
2
结束 语 同学们,你们要相信梦想是价值的源泉,相信成
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I= 75
A ≈8. 7 A.
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1. 交变电流的产生
如图所示, 将一个平面线圈置于匀强磁场中, 并使它绕垂直于磁感 线的轴匀速转动, 线圈中就会产生正(余)弦式交变电流.
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解析: 从图中可以看出, 交变电流的最大值为 Im =20 A , 有效值为 I 有 = ������ =
I 20 A =10 2 2
2 A =14. 1A
1 T
交变电流的周期为 T=0. 02 s, 所以 f = =50 H z 交变电流的瞬时值表达式为
i =Im si n ωt =Im si n(2πf t )=20si n(314t )A
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一、交流发电机 1. 交流发电机由定子和转子组成. 工作原理是电磁感应定律. 交流 发电机产生的电流大小、方向都随时间做周期性变化. 2. 交变电流: 大小、方向都做周期性变化的电流. 3. 直流: 只沿一个方向流动的电流.
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解析: 由图象可知, 当t =0 时, 感应电动势有最大值, 说明穿过线圈的 磁通量的变化率最大, 即线圈平面与磁场平行, 选项 C 正确. t 感 1、t 3 时刻, 应电动势为零, 说明这两个时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零 , 即线 圈平面与磁场方向垂直, 穿过线圈的磁通量最大, 所以选项 B 正确, A 错误. 线圈平面通过中性面的时刻, 是感应电动势改变方向的时刻, 所以选项 D 正确. 答案: BCD
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(2)如图是发电机原理图, 常见发电机有两类:
①旋转电枢式发电机: 线圈在磁场中旋转. 线圈(电枢)是转子, 磁体 是定子, 如图甲所示. ②旋转磁极式发电机: 磁体转动, 是转子; 线圈不动, 是定子. 如图乙 所示.
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预习交流 1
把两个发光时颜色不同的发光二极管并联 , 注意使两者正负极的 方向不同, 然后连接到教学用的发电机的两端(如图). 转动手柄, 两个磁 极之间的线圈随着转动. 观察发光二极管的发光情况. 实验现象说明了 什么?
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迁移与应用 例 1 一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场并位于线圈平 面内的固定轴转动, 线圈中的感应电动势随时间 t的变化规律如图所示. 由图象可知( )
A. t 穿过线圈的磁通量为零 1和 t 3 时刻, B. t 穿过线圈的磁通量变化率为零 1和 t 3 时刻, C. 是从线圈平面与磁场方向平行的时刻开始计时的 D. 每当感应电动势 e 变换方向时, 穿过线圈的磁通量都最大
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预习交流 3
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台式收音机、录音机都用电网中的交流代替电池供电 , 所以机内都 有“ 整流” 电路, 把交变电流变为直流. 但是整流后仍有一部分交流成分, 这部分电流通过扬声器时会产生嗡嗡的声音. 为了解决这个问题, 在整 流电路和收录机的工作电路之间要安装电容器(如图), 整流后的交流成 分大部分流过这个电容器, 流过收录机工作电路的就是比较稳定的直 流了. 根据前面我们学习的电容器知识可知, 电容器的两极板间是绝缘 的, 电荷不能通过两板间, 这里所说的交流成分真的流过了电容器的绝 缘层吗? 答案: 交流通过电容器, 并不是电荷通过了绝缘层, 而是因为交变电 流不断地改变方向, 而表现为导通.
答案: 家里的家用电器大部分都用交变电流, 如冰箱、 彩电、 洗衣机、 电热水器、电饭锅等. 它们的铭牌上通常标有: 额定电压、额定功率、额 定电流、所用交变电流的频率等.
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迁移与应用 例 2 一个按正弦规律变化的交变电流的 i t 图象如图所示, 根据图象可以断定( )
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如图所示为交流发电机的结构和原理示意图 , 当线圈在磁场中缓 缓转动时, 观察电流表的指针, 可以判断( 次 B. 当线圈平面转动到跟磁感线平行时, 电流表指针的偏转角最大 C. 当线圈平面转动到跟磁感线垂直时, 电流表指针的偏转角最大 D. 如果线圈的转动是匀速的, 则线圈产生的感应电动势和感应电流 是周期性的 答案: AB D ) A. 指针随着线圈的转动而摆动, 并且线圈转动一周指针左右摆动一
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三、交变电流能够通过电容器
电容器接到交流电源上时, 自由电荷不会通过两极板间的绝缘电 介质, 只不过在交变电压的作用下, 电容器交替进行充电和放电, 电路中 就有了电流, 表现为交变电流通过了电容器. 电容器能够“ 隔直流、通交流” .
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答案: 日常所用的日光灯, 每秒钟闪光 100 次, 由于相邻两次闪光的 时间间隔很短( 0. 01 秒) , 所以我们平时感觉不到它在闪光. 但是, 当日光灯 照到正在快速旋转的电风扇叶片上时, 情况就不同了. 人眼所看到的影 像是像相片一样一张一张, 连续呈现而成的, 但因为人的眼睛接收影像的速度不快, 当扇页“ 快要” 转完一圈时 才接收到一个影像( 像刚开始是 0, 若每转 355° 时看到一次) 就感觉到风 扇是倒转.
答案: 可以观察到两个发光二极管交替发光. 该实验说明了发电机 产生的电流的方向随时间变化, 不是直流电, 是交变电流.
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二、交变电流的变化规律 1. 正弦式电流: 电网中的交变电流, 它的电流、电压随时间按正弦函 数的规律变化. 2. 瞬时值: 反映的是某时刻交变电流的大小和方向. 电压: u=U m si n ωt ; 电流: i =Im si n ωt . 3. 峰值: 说明交变电流在变化过程中所能达到的最大值, 反映了交 变电流大小的变化范围. U m 、Im 分别为交变电流电压、电流的峰值. 4. 周期和频率: ( 1) 周期: 交变电流完成一次周期性变化所用的时间, 符号为 T. 我国电网交变电流的周期是 0. 02 s. ( 2) 频率: 交变电流在 1 s内发生周期性变化的次数, 符号为 f , 单位为 H z. 我国电网交变电流的频率是 50 H z.
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解析: 这是一个旋转电枢式交流发电机模型, 当线圈在磁场中转动 时, 线圈产生的感应电动势和感应电流都随时间变化 , 线框转动一周, 完 成一个周期性变化, 对应的指针左右摆动一次, 故选项 A 正确. 当线圈平 面跟磁感线平行时, 穿过线圈的磁通量为零, 但线圈的两条边切割磁感 线, 此时的速度方向跟磁感线垂直, 所以此时线圈中的感应电动势最大, 对应的感应电流也最大, 所以 B 项正确. 当线圈平面跟磁感线垂直时, 穿 过线圈的磁通量最大, 但线圈中切割磁感线的两条边的速度方向平行 于磁感线, 线圈中的感应电动势和感应电流均为零, 所以选项 C 不正确. 如果线圈是匀速转动的, 那么产生的感应电流就是周期性变化的, 故D 项也正确.
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一、交变电流的产生
活动与探究 当我们在使用电流表时, 反复强调电流表接入电路应当使电源的 正极与电流表的正极相连, 电源的负极与电流表的负极相连. 但在使用 家电时, 从不注意电源的正负极, 随手就将电源插头插入插座, 这是为什 么呢? 答案: 家用电流为交变电流, 电流方向是周期性变化的. 可由直流电 和交变电流的区别讨论.
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1. 交变电流与直流电 (1)直流电: 方向不随时间变化的电流, 称为直流电, 简称直流, 用字母 “ D C” 或符号“ —” 表示. (2)交变电流:大小和方向都随时间做周期性变化的电流, 称为交变 电流, 简称交流, 用字母“ AC ” 或符号“ ~” 表示. 2. 交变电流的产生 (1)交流发电机的组成 各种发电机都由固定不动的“ 定子” 和能够连续转动的“ 转子” 组 成.
I= 75
A ≈8. 7 A.
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1. 交变电流的产生
如图所示, 将一个平面线圈置于匀强磁场中, 并使它绕垂直于磁感 线的轴匀速转动, 线圈中就会产生正(余)弦式交变电流.
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解析: 从图中可以看出, 交变电流的最大值为 Im =20 A , 有效值为 I 有 = ������ =
I 20 A =10 2 2
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交变电流的周期为 T=0. 02 s, 所以 f = =50 H z 交变电流的瞬时值表达式为
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(2)如图是发电机原理图, 常见发电机有两类:
①旋转电枢式发电机: 线圈在磁场中旋转. 线圈(电枢)是转子, 磁体 是定子, 如图甲所示. ②旋转磁极式发电机: 磁体转动, 是转子; 线圈不动, 是定子. 如图乙 所示.
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A. t 穿过线圈的磁通量为零 1和 t 3 时刻, B. t 穿过线圈的磁通量变化率为零 1和 t 3 时刻, C. 是从线圈平面与磁场方向平行的时刻开始计时的 D. 每当感应电动势 e 变换方向时, 穿过线圈的磁通量都最大
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答案: 家里的家用电器大部分都用交变电流, 如冰箱、 彩电、 洗衣机、 电热水器、电饭锅等. 它们的铭牌上通常标有: 额定电压、额定功率、额 定电流、所用交变电流的频率等.
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二、交变电流的变化规律 1. 正弦式电流: 电网中的交变电流, 它的电流、电压随时间按正弦函 数的规律变化. 2. 瞬时值: 反映的是某时刻交变电流的大小和方向. 电压: u=U m si n ωt ; 电流: i =Im si n ωt . 3. 峰值: 说明交变电流在变化过程中所能达到的最大值, 反映了交 变电流大小的变化范围. U m 、Im 分别为交变电流电压、电流的峰值. 4. 周期和频率: ( 1) 周期: 交变电流完成一次周期性变化所用的时间, 符号为 T. 我国电网交变电流的周期是 0. 02 s. ( 2) 频率: 交变电流在 1 s内发生周期性变化的次数, 符号为 f , 单位为 H z. 我国电网交变电流的频率是 50 H z.
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