高中物理人教版選修3-2第五章交變電流第一節(jié)交變電流教學共25張含多個視頻ppt課件

1、物理人教版物理人教版3-2 第五章第五章 交流電交流電第第1節(jié)交變電流節(jié)交變電流【演示實驗】【演示實驗】實驗1、用干電池給電流表供電，察看指針的偏轉(zhuǎn)情況。實驗2、用手搖交流發(fā)電機給電流表供電，察看指針的偏轉(zhuǎn)情況?！窘蛔冸娏鳌俊窘蛔冸娏鳌?.1.交變電流交變電流: : 方向隨時間做周期性變化的電流方向隨時間做周期性變化的電流. . 簡稱交流簡稱交流ACAC2.2.直流電直流電: : 方向不隨時間變化的電流方向不隨時間變化的電流DCDC 恒定電流恒定電流:大小和方向不隨時間變化的電流大小和方向不隨時間變化的電流 【學以致用】【學以致用】察看以下幾個電流與時間察看以下幾個電流與時間的圖象的圖象,判別

2、哪些是交變電判別哪些是交變電流流?(2)it0(1)it0(3)i0t(4)i0t【交變電流的產(chǎn)生】【交變電流的產(chǎn)生】轉(zhuǎn)子 定子 線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動. .矩形矩形【交變電流的產(chǎn)生】【交變電流的產(chǎn)生】1、當abcd線圈在磁場中繞軸轉(zhuǎn)動時，哪些邊切割磁感線?2、判別線圈處在甲、乙、丙、丁四個位置時能否產(chǎn)生感應(yīng)電流？假設(shè)有，標出電流方向；假設(shè)無，闡明緣由。3、判別從甲轉(zhuǎn)到乙電流方向變嗎？從乙轉(zhuǎn)到丙呢？從丙轉(zhuǎn)到??？丁到甲？4、線圈轉(zhuǎn)到哪個特殊位置時，電流方向改動？甲甲乙乙丙丙丁丁dcabdcababdcabdc【交變電流的產(chǎn)生】【交變電流的

3、產(chǎn)生】問題問題1:1:當線圈當線圈abcdabcd在磁場中在磁場中轉(zhuǎn)動時，哪些邊切割轉(zhuǎn)動時，哪些邊切割磁感線磁感線? ?將立體圖轉(zhuǎn)化為側(cè)面圖來將立體圖轉(zhuǎn)化為側(cè)面圖來分析分析甲甲乙乙丙丙丁丁【交變電流的產(chǎn)生】【交變電流的產(chǎn)生】問題問題2:2:判別線圈處在甲乙丙丁四個位置時能否產(chǎn)生感應(yīng)電流？假設(shè)有，標出電流判別線圈處在甲乙丙丁四個位置時能否產(chǎn)生感應(yīng)電流？假設(shè)有，標出電流方向；假設(shè)無，闡明緣由。方向；假設(shè)無，闡明緣由。I=0I方向：方向：abcdaI=0I方向：方向：dcbadKLEFKLFKLEFKLEF甲甲乙乙丙丙丁丁【交變電流的產(chǎn)生】【交變電流的產(chǎn)生】I=0I方向：方向：abcdaI=0I方向

4、：方向：dcbadKLEFKLFKLEFKLEF甲甲乙乙丙丙丁丁問題問題3:3:判別從甲轉(zhuǎn)到乙電流方向變嗎？從乙轉(zhuǎn)到丙呢？從丙轉(zhuǎn)判別從甲轉(zhuǎn)到乙電流方向變嗎？從乙轉(zhuǎn)到丙呢？從丙轉(zhuǎn)到丁？丁到甲？到?。慷〉郊?？【交變電流的產(chǎn)生】【交變電流的產(chǎn)生】問題問題4:4:線圈轉(zhuǎn)到哪個特殊位置時，電流方向改動？線圈轉(zhuǎn)到哪個特殊位置時，電流方向改動？中性面中性面: :線圈平面與磁感線垂直的位置線圈平面與磁感線垂直的位置【交變電流的產(chǎn)生】【交變電流的產(chǎn)生】變式思索：線圈平面轉(zhuǎn)垂直于中性面變式思索：線圈平面轉(zhuǎn)垂直于中性面位置感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流、磁通量、位置感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流、磁通量、磁通量變化率有何特點？磁通量變

5、化率有何特點？問題思索：問題思索： 線圈轉(zhuǎn)到中性面位置時，磁通量、感線圈轉(zhuǎn)到中性面位置時，磁通量、感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流的大小、磁通量的應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流的大小、磁通量的變化率有何特點？變化率有何特點？磁通量最大，磁通量的變化率為零，磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零。感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零。感應(yīng)電動勢最大，感應(yīng)電流最大感應(yīng)電動勢最大，感應(yīng)電流最大, ,磁通量為零，磁通量的變化率最大磁通量為零，磁通量的變化率最大. .【交變電流的變化規(guī)律】【交變電流的變化規(guī)律】 問題思索：當線圈轉(zhuǎn)到恣意位置時，線圈中問題思索：當線圈轉(zhuǎn)到恣意位置時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是多少呢？

6、產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是多少呢？【交變電流的變化規(guī)律】【交變電流的變化規(guī)律】問題思索：在勻強磁場問題思索：在勻強磁場B B中，矩中，矩形線圈形線圈abab、cdcd邊長為邊長為L1L1，adad、bcbc邊長為邊長為L2L2，逆時針繞垂直于，逆時針繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度為，從中性面開場計時，經(jīng)過，從中性面開場計時，經(jīng)過時間時間t t，求此時線圈中的感應(yīng)電，求此時線圈中的感應(yīng)電動勢是多少？動勢是多少？ 思索：假設(shè)回路外電阻為R，線圈電阻為r，求回路中的電流和R兩端電壓的瞬時值大小。問題引導問題引導:線圈與中性面的夾角是多少？線圈與中性面的夾角是多少？AB邊速度方向與

7、磁場方向夾角多大？邊速度方向與磁場方向夾角多大？AB邊的速度是多少？邊的速度是多少？AB邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢多大？邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢多大？線圈中感應(yīng)電動勢多大？線圈中感應(yīng)電動勢多大？ 假設(shè)線圈的匝數(shù)為假設(shè)線圈的匝數(shù)為N匝呢？匝呢？【交變電流的變化規(guī)律】【交變電流的變化規(guī)律】-正弦式交變電流正弦式交變電流電動勢瞬時值表達式：tEemsin【交變電流的變化規(guī)律】【交變電流的變化規(guī)律】-正弦式交變電流正弦式交變電流電流瞬時值表達式：電流瞬時值表達式： tIimsin【交變電流的變化規(guī)律】【交變電流的變化規(guī)律】ttT3T/4T/2T/4O/22e思索：假設(shè)線框從垂直中性面開場計時，在t時辰線圈中的感應(yīng)電

8、動勢？并畫出圖象。e=NBscost=EmcostEm問題思索：線圈轉(zhuǎn)動一周，交表電流的方向改動幾次呢？問題思索：線圈轉(zhuǎn)動一周，交表電流的方向改動幾次呢？中性面位置中性面位置【交變電流的種類】【交變電流的種類】 經(jīng)過以上分析可知：線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，可以得到按正弦規(guī)律變化的交變電流,這種交變電流叫做正弦式交變電流,簡稱正弦式電流.正弦式電流是最簡單又最根本的交變電流。 在目前的電力系統(tǒng)中運用的大多是正弦式電流在目前的電力系統(tǒng)中運用的大多是正弦式電流.交流發(fā)電機發(fā)電機的根本組成?發(fā)電機的根本種類?【科學散步】【科學散步】交流發(fā)電機【科學散步】【科學散步】1 1發(fā)電機的根

9、本組成：發(fā)電機的根本組成： 用來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的線圈叫電樞用來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的線圈叫電樞用來產(chǎn)生磁場的磁極用來產(chǎn)生磁場的磁極交流發(fā)電機【科學散步】【科學散步】2 2發(fā)電機的根本種類發(fā)電機的根本種類旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機電樞動磁極不動旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機電樞動磁極不動旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機磁極動電樞不動旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機磁極動電樞不動無論哪種發(fā)電機，轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子，不動的部分叫定子無論哪種發(fā)電機，轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子，不動的部分叫定子【針對訓練】【針對訓練】1、一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，當線圈經(jīng)過中性面時()A線圈平面與磁感線方向平行 B經(jīng)過線圈的磁通量到達最大值C經(jīng)過線圈的磁通量變化率到達最大值 D線圈中的

10、電動勢到達最大值B【針對訓練】【針對訓練】2、一矩形線圈，面積是0.01 m2，共200匝，線圈電阻r=1，外接電阻R=3，線圈在磁感應(yīng)強度B=1/T的勻強磁場中以=rad/s的轉(zhuǎn)速繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，如下圖.假設(shè)從中性面開場計時，求：1線圈中感應(yīng)電動勢峰值是多少？寫出其瞬時值表達式;2線圈中感應(yīng)電流的峰值是多少？寫出其瞬時值表達式;3外電路R兩端電壓的峰值是多少？寫出其瞬時值表達式.)(sin5.1sin)(5.1)3()(sin5.0sin)(5.0)2()(sin2sin)(21mvttUuVRIURAttIiArREIVttEeVNBSEmmmmmmm瞬時值表達式：兩端電壓的峰值

11、：瞬時值表達式：感應(yīng)電流峰值：瞬時值表達式：）感應(yīng)電動勢峰值：（解：【課堂小結(jié)】【課堂小結(jié)】 經(jīng)過本節(jié)課的學習他有經(jīng)過本節(jié)課的學習他有哪些收獲？哪些收獲？1.1.交變電流交變電流: :方向隨時間做周期性變化的電流方向隨時間做周期性變化的電流. .簡稱交流簡稱交流ACAC2.2.正弦式交變電正弦式交變電流流1 1產(chǎn)生條件：線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生條件：線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動. .3 3大小變化規(guī)律從中性面開場計時大小變化規(guī)律從中性面開場計時tEemsintIimsinmmNNBSE2 2方向變化規(guī)律方向變化規(guī)律: :每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改動一次；每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電