高中物理人教版选修3-2第五章交变电流第一节交变电流教学课件共25页含多个视频
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问磁线题通圈思量转考最到：中大性，面磁位通置量时的，磁变通化量率、为感零， 应感电应动电势动、势感为应电零流，的感大应小电、流磁通为量零的。
变化率有何特点？
变式思考：线圈平面转垂直于中性面 位置感应电动势、感应电流、磁通量、 磁通量变化率有何特点？
感应电动势最大，感应电流最大, 磁通量为零，磁通量的变化率最大.
【交变电流的产生】
L
K F
E
甲
L K
F
乙
L
K F
丙 E
L
K F
E
丁
I=0
I方向：abcda
I=0 I方向：dcbad
问题3: 判断从甲转到乙电流方向变吗？从乙转到丙呢？从丙转 到丁？丁到甲？
【交变电流的产生】
问题4: 线圈转到哪个特殊位置时，电流方向改变？
【交变电流的产生】
中性面: 线圈平面与磁感线垂直的位置
【科学漫步】 交流发电机
（1）发电机的基本组成： ①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）
②用来产生磁场的磁极
【科学漫步】 交流发电机
（2）发电机的基本种类 ①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） ②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）
无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子
【针对训练】
1、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，
【学以致用】
观察下列几个电流与时间 的图象,判断哪些是交变电 流?
i
i
0
t
(1)
i
0
t
0
t
(2) i
0
t
(3)
(4)
【交变电流的产生】
定子
转子
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速 转动.
【交变电流的产生】
c db
a
cb da
b a
bc
c
wenku.baidu.com
ad
d
甲
乙
丙
丁
1、当abcd线圈在磁场中绕轴转动时，哪些边切割磁 感线? 2、判断线圈处在甲、乙、丙、丁四个位置时是否产 生感应电流？若有，标出电流方向；若无，说明原因。 3、判断从甲转到乙电流方向变吗？从乙转到丙呢？ 从丙转到丁？丁到甲？ 4、线圈转到哪个特殊位置时，电流方向改变？
【课堂小结】
通过本节课的学习你有 哪些收获？
【课堂小结】
1.交变电流:方向随时间做周期性变化的电流.简称交流（AC）
2.正弦式交变电 流 （1）产生条件：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动.
（2）方向变化规律: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。
【交变电流的种类】
通过以上分析可知：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转 动，可以得到按正弦规律变化的交变电流,这种交变电流叫做正弦式交变 电流,简称正弦式电流.正弦式电流是最简单又最基本的交变电流。
在目前的电力系统中应用的大多是正弦式电流.
【科学漫步】 交流发电机
发电机的基本组成? 发电机的基本种类?
【交变电流的产生】
甲
乙
问题1: 当线圈abcd在磁场中 转动时，哪些边切割 磁感线?
丙
丁
将立体图转化为侧面图来 分析
【交变电流的产生】
L
K F
E
甲
L K
F
乙
L
K F
丙 E
L
K F
E
丁
I=0
I方向：abcda
I=0 I方向：dcbad
问题2: 判断线圈处在甲乙丙丁四个位置时是否产生感应电流？若有，标出电流方 向；若无，说明原因。
物理人教版3-2 第五章 交流电
第1节 交变电流
【演示实验】
实验1、用干电池给电流表供电，观察 指针的偏转情况。
实验2、用手摇交流发电机给电流表供 电，观察指针的偏转情况。
【交变电流】
1.交变电流: 方向随时间做周期性变化的电流.
简称交流（AC）
2.直流电: 方向不随时间变化的电流（DC）
恒定电流: 大小和方向不随时间变化的电流
思考：若回路外电阻为R，线圈电阻 为r，求回路中的电流和R两端电压 的瞬时值大小。
问题引导: ①线圈与中性面的夹角是多少？ ②AB边速度方向与磁场方向夹角多大？ ③AB边的速度是多少？ ④AB边产生的感应电动势多大？ ⑤线圈中感应电动势多大？
若线圈的匝数为N匝呢？
【交变电流的变化规律】---正弦式交变电流 电动势瞬时值表达式：e Em sin t
（3）大小变化规律（从中性面开始计时）
e Em sin t i I m sin t
Em NBS Nm
磁通量最大 磁通量变化率为零 感应电动势为零
感应电流为零
【作业】
课本P34 3-5题上作业本，明天早7:30前 上交。
谢谢指导！
【交变电流的变化规律】---正弦式交变电流
电流瞬时值表达式： i I m sin t
【交变电流的变化规律】
思考：若线框从垂直中性面开始计时，在t时刻线圈中的
感应电动势？并画出图象。
e=NBsωcosωt=Emcosωt
e
Em O
中性面位置
T/4
T/2
3T/4
π/2
π
Tt 2π ωt
问题思考：线圈转动一周，交表电流的方向改变几次呢？
e Em sin t 2 sin t (V )
(2)感应电流峰值：
Im
Em Rr
0.5( A)
瞬时值表达式：
i I m sin t 0.5 sin t ( A)
(3) R两 端 电 压 的 峰 值 ：
U m I m R 1.5(V ) 瞬时值表达式：
u U m sin t 1.5 sin t (v)
【交变电流的变化规律】
问题思考：当线圈转到任意位置时，线圈中 产生的感应电动势是多少呢？
【交变电流的变化规律】
问题思考：在匀强磁场B中，矩 形线圈ab、cd边长为L1，ad、bc 边长为L2，逆时针绕垂直于磁场 的轴匀速转动，角速度为ω， 从中性面开始计时，经过时间t， 求此时线圈中的感应电动势是 多少？
的转速绕垂直于磁场的轴匀速转 动，如图所示.若从中性面开始 计时，求：
（1）线圈中感应电动势峰值是 多少？写出其瞬时值表达式; （2）线圈中感应电流的峰值是 多少？写出其瞬时值表达式; （3）外电路R两端电压的峰值是 多少？写出其瞬时值表达式.
解：
（1）感应电动势峰值：
Em NBS 2(V )
瞬时值表达式：
当线圈通过中性面时( B )
A．线圈平面与磁感线方向平行 B．通过线圈的磁通量达到最大值 C．通过线圈的磁通量变化率达到最大值 D．线圈中的电动势达到最大值
【针对训练】
2、一矩形线圈，面积是0.01 m2， 共200匝，线圈电阻r=1Ω，外接 电阻R=3Ω，线圈在磁感应强度 B=1/πT的匀强磁场中以ω=πrad/s
变化率有何特点？
变式思考：线圈平面转垂直于中性面 位置感应电动势、感应电流、磁通量、 磁通量变化率有何特点？
感应电动势最大，感应电流最大, 磁通量为零，磁通量的变化率最大.
【交变电流的产生】
L
K F
E
甲
L K
F
乙
L
K F
丙 E
L
K F
E
丁
I=0
I方向：abcda
I=0 I方向：dcbad
问题3: 判断从甲转到乙电流方向变吗？从乙转到丙呢？从丙转 到丁？丁到甲？
【交变电流的产生】
问题4: 线圈转到哪个特殊位置时，电流方向改变？
【交变电流的产生】
中性面: 线圈平面与磁感线垂直的位置
【科学漫步】 交流发电机
（1）发电机的基本组成： ①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）
②用来产生磁场的磁极
【科学漫步】 交流发电机
（2）发电机的基本种类 ①旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动） ②旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）
无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部分叫定子
【针对训练】
1、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，
【学以致用】
观察下列几个电流与时间 的图象,判断哪些是交变电 流?
i
i
0
t
(1)
i
0
t
0
t
(2) i
0
t
(3)
(4)
【交变电流的产生】
定子
转子
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速 转动.
【交变电流的产生】
c db
a
cb da
b a
bc
c
wenku.baidu.com
ad
d
甲
乙
丙
丁
1、当abcd线圈在磁场中绕轴转动时，哪些边切割磁 感线? 2、判断线圈处在甲、乙、丙、丁四个位置时是否产 生感应电流？若有，标出电流方向；若无，说明原因。 3、判断从甲转到乙电流方向变吗？从乙转到丙呢？ 从丙转到丁？丁到甲？ 4、线圈转到哪个特殊位置时，电流方向改变？
【课堂小结】
通过本节课的学习你有 哪些收获？
【课堂小结】
1.交变电流:方向随时间做周期性变化的电流.简称交流（AC）
2.正弦式交变电 流 （1）产生条件：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动.
（2）方向变化规律: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。
【交变电流的种类】
通过以上分析可知：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转 动，可以得到按正弦规律变化的交变电流,这种交变电流叫做正弦式交变 电流,简称正弦式电流.正弦式电流是最简单又最基本的交变电流。
在目前的电力系统中应用的大多是正弦式电流.
【科学漫步】 交流发电机
发电机的基本组成? 发电机的基本种类?
【交变电流的产生】
甲
乙
问题1: 当线圈abcd在磁场中 转动时，哪些边切割 磁感线?
丙
丁
将立体图转化为侧面图来 分析
【交变电流的产生】
L
K F
E
甲
L K
F
乙
L
K F
丙 E
L
K F
E
丁
I=0
I方向：abcda
I=0 I方向：dcbad
问题2: 判断线圈处在甲乙丙丁四个位置时是否产生感应电流？若有，标出电流方 向；若无，说明原因。
物理人教版3-2 第五章 交流电
第1节 交变电流
【演示实验】
实验1、用干电池给电流表供电，观察 指针的偏转情况。
实验2、用手摇交流发电机给电流表供 电，观察指针的偏转情况。
【交变电流】
1.交变电流: 方向随时间做周期性变化的电流.
简称交流（AC）
2.直流电: 方向不随时间变化的电流（DC）
恒定电流: 大小和方向不随时间变化的电流
思考：若回路外电阻为R，线圈电阻 为r，求回路中的电流和R两端电压 的瞬时值大小。
问题引导: ①线圈与中性面的夹角是多少？ ②AB边速度方向与磁场方向夹角多大？ ③AB边的速度是多少？ ④AB边产生的感应电动势多大？ ⑤线圈中感应电动势多大？
若线圈的匝数为N匝呢？
【交变电流的变化规律】---正弦式交变电流 电动势瞬时值表达式：e Em sin t
（3）大小变化规律（从中性面开始计时）
e Em sin t i I m sin t
Em NBS Nm
磁通量最大 磁通量变化率为零 感应电动势为零
感应电流为零
【作业】
课本P34 3-5题上作业本，明天早7:30前 上交。
谢谢指导！
【交变电流的变化规律】---正弦式交变电流
电流瞬时值表达式： i I m sin t
【交变电流的变化规律】
思考：若线框从垂直中性面开始计时，在t时刻线圈中的
感应电动势？并画出图象。
e=NBsωcosωt=Emcosωt
e
Em O
中性面位置
T/4
T/2
3T/4
π/2
π
Tt 2π ωt
问题思考：线圈转动一周，交表电流的方向改变几次呢？
e Em sin t 2 sin t (V )
(2)感应电流峰值：
Im
Em Rr
0.5( A)
瞬时值表达式：
i I m sin t 0.5 sin t ( A)
(3) R两 端 电 压 的 峰 值 ：
U m I m R 1.5(V ) 瞬时值表达式：
u U m sin t 1.5 sin t (v)
【交变电流的变化规律】
问题思考：当线圈转到任意位置时，线圈中 产生的感应电动势是多少呢？
【交变电流的变化规律】
问题思考：在匀强磁场B中，矩 形线圈ab、cd边长为L1，ad、bc 边长为L2，逆时针绕垂直于磁场 的轴匀速转动，角速度为ω， 从中性面开始计时，经过时间t， 求此时线圈中的感应电动势是 多少？
的转速绕垂直于磁场的轴匀速转 动，如图所示.若从中性面开始 计时，求：
（1）线圈中感应电动势峰值是 多少？写出其瞬时值表达式; （2）线圈中感应电流的峰值是 多少？写出其瞬时值表达式; （3）外电路R两端电压的峰值是 多少？写出其瞬时值表达式.
解：
（1）感应电动势峰值：
Em NBS 2(V )
瞬时值表达式：
当线圈通过中性面时( B )
A．线圈平面与磁感线方向平行 B．通过线圈的磁通量达到最大值 C．通过线圈的磁通量变化率达到最大值 D．线圈中的电动势达到最大值
【针对训练】
2、一矩形线圈，面积是0.01 m2， 共200匝，线圈电阻r=1Ω，外接 电阻R=3Ω，线圈在磁感应强度 B=1/πT的匀强磁场中以ω=πrad/s