高中物理人教版選修3251交流電流省公開課一等獎(jiǎng)全國(guó)示范課微課金獎(jiǎng)

5.1交變電流第五章交變電流

第1頁(yè)交變電流(交流AC):大小和方向都隨時(shí)間做周期性改變電流.第2頁(yè)直流電(DC):電流方向不隨時(shí)間而改變.大小能夠改變第3頁(yè)在如圖所表示幾個(gè)電流隨時(shí)間改變圖線中，屬于交變電流是（），屬于交變電流是（）tiABCDEF第4頁(yè)一、交變電流產(chǎn)生:第5頁(yè)第6頁(yè)中性面：當(dāng)線圈平面垂直于磁感線時(shí)，各邊都不切割磁感線，線圈中沒有感應(yīng)電流，這個(gè)位置叫做中性面。思索：線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，經(jīng)過中性面幾次？第7頁(yè)第8頁(yè)沒有邊切割磁感應(yīng)線中性面：B⊥S，Φ最大，E=0,I=0第9頁(yè)B∥S，φ=0，E最大，I最大，感應(yīng)電流方向b到a最大值面

a（b）、d（c）邊垂直切割磁感應(yīng)線。第10頁(yè)B⊥S,Φ最大，E=0,I=0又見中性面沒有邊切割磁感應(yīng)線第11頁(yè)B∥S，φ=0，E最大，I最大，感應(yīng)電流方向a到b最大值面a（b）、d（c）邊垂直切割磁感應(yīng)線。第12頁(yè)a.磁通量Φ為0b.E最大，磁通量改變率ΔΦ/Δt最大

（1）中性面（線圈與磁感線垂直平面）（2）最大值面（線圈垂直中性面）結(jié)論：a.磁通量Φ最大b.E＝0，磁通量改變率ΔΦ/Δt為零c.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至中性面時(shí)，電流方向發(fā)生改變d.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流方向改變兩次第13頁(yè)第14頁(yè)第15頁(yè)

設(shè)正方形線圈邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中繞垂直于磁場(chǎng)對(duì)稱軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所表示，ab和cd邊垂直于紙面，轉(zhuǎn)軸為O．1、用函數(shù)表示式描述交變電流交變電流描述第16頁(yè)2、改變規(guī)律（總結(jié)）以線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻t線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)令則有e為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t瞬時(shí)值，Em為電動(dòng)勢(shì)最大值．普通為所以：e=BL1ωL2sinωtE=2BL1vsinωtV=ωL2/2第17頁(yè)二．交變電流改變規(guī)律

以線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻t線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（ab和cd邊切割磁感線）e為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t瞬時(shí)值，Em為電動(dòng)勢(shì)最大值（峰值）電路中電壓按正弦規(guī)律改變

電流經(jīng)過R時(shí)：電路中電流按正弦規(guī)律改變第18頁(yè)三、交變電流種類(1)正弦交流電(2)示波器中鋸齒波掃描電壓(3)電子計(jì)算機(jī)中矩形脈沖(4)激光通信中尖脈沖正弦交流電：閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生交流電為正弦交流電。（兩勻一垂直）第19頁(yè)交流發(fā)電機(jī)介紹第20頁(yè)第21頁(yè)1、用一個(gè)強(qiáng)磁鐵能夠判斷燈泡中電流是交流還是直流，請(qǐng)說明你做法并講清理由．第22頁(yè)2、矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞著垂直磁感線方向軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈垂直中性面時(shí)，以下說法中正確是（）Ａ、穿過線圈磁通量最大，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大．Ｂ、穿過線圈磁通量等于零，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大．Ｃ、穿過線圈磁通量最大，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零．Ｄ、穿過線圈磁通量等于零，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于零．B第23頁(yè)3、交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)電動(dòng)勢(shì)改變規(guī)律為e=EmSinωt，假如轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n提升一倍，其它條件不變，則電動(dòng)勢(shì)改變規(guī)律將改變?yōu)椋篈.

e=EmSin2ωtB.e=2EmSin2ωtC.e=2EmSin4ωtD.e=2EmSinωt答案B第24頁(yè)4、一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間改變規(guī)律如圖所表示，下面說法中正確是：t1時(shí)刻經(jīng)過線圈磁通量為零；t2時(shí)刻經(jīng)過線圈磁通量絕對(duì)值最大；t3時(shí)刻經(jīng)過線圈磁通量改變率絕對(duì)值最大；每當(dāng)e變換方向時(shí)，經(jīng)過線圈磁通量絕對(duì)值都為最大。

答案：D第25頁(yè)第26頁(yè)第27頁(yè)5.2描述交變電流物理量第28頁(yè)一、描述交變電流改變快慢物理量1．周期：交變電流完成一次周期性改變所需時(shí)間.用T表示，單位是s．2．頻率：1s內(nèi)交變電流完成周期性改變次數(shù)，用f表示，單位是Hz．我國(guó)工農(nóng)業(yè)及生活用電周期為0.02s，頻率為50Hz，電流方向每秒改變100次．描述交變電流物理量第29頁(yè)二、描述交變電流大小物理量1、最大值：交流電在一個(gè)周期內(nèi)所能到達(dá)最大數(shù)值．（1）最大值在實(shí)際中有一定指導(dǎo)意義，全部使用交流用電器，其最大耐值應(yīng)大于其使用交流電壓最大值.（2）最大值能夠表示交變電流強(qiáng)弱或電壓高低，但不適于用來表示交流產(chǎn)生效果．（3）線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大值第30頁(yè)2、有效值

（1）概念引入：為了反應(yīng)交變電流所產(chǎn)生效果，引入有效值概念．（2）定義：使交變電流和直流經(jīng)過相同阻值電阻，假如在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量相等，就把這一直流數(shù)值叫做這一交變電流有效值．（3）特點(diǎn)：交變電流有效植依據(jù)電流熱效應(yīng)來要求，與電流方向無關(guān)，但普通與所取時(shí)間長(zhǎng)短相關(guān)，在無尤其說明時(shí)是以一個(gè)周期時(shí)間來確定有效值第31頁(yè)3、有效值與最大值之間關(guān)系

任何電流都有有效值，但上述關(guān)系只限于正弦交變電流，對(duì)其它形式交變電流并不適用．第32頁(yè)例題、如圖所表示為一交變流電得i-t圖象，問此交變電流有效值多大？第33頁(yè)第34頁(yè)４、交流用電設(shè)備上所標(biāo)額定電壓和額定電流是有效值；交流電壓表和交流電流表示數(shù)是有效值；交變電流數(shù)值在無尤其說明時(shí)都是指有效值．５、有效值與平均值交變電流平均值是交變電流圖像中波形與橫軸所圍面積跟時(shí)間比值，與交流方向，時(shí)間長(zhǎng)短相關(guān)。在計(jì)算交變電流經(jīng)過導(dǎo)體產(chǎn)生焦耳熱，做功電功率以及保險(xiǎn)絲熔斷電流時(shí)，只能用交變電流有效值在計(jì)算經(jīng)過導(dǎo)體某一截面電量時(shí)，只能用交變電流平均值．第35頁(yè)1、我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用交流電.頻率是

Hz，周期是

s，電流方向每分鐘改變

次．2、交流電有效值是依據(jù)電流

效應(yīng)來要求．正弦交流電有效值與峰值間關(guān)系是ε＝

、U＝

、I＝

．通常所說交流電數(shù)值，假如沒有尤其說明，普通都是指交流電

值．項(xiàng)固與練習(xí)第36頁(yè)3、如圖所表示，某一交流電隨時(shí)間改變圖線，它電流最大值Im=()A，電流有效值I=()A，交流電周期T=()s，頻率f=()Hz，交流電流瞬時(shí)值表示式i=()。4.0252.820.044sin50πt項(xiàng)固與練習(xí)第37頁(yè)項(xiàng)固與練習(xí)4、以下說法正確是：

A．交變電流在一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次．

B．交變電流有效值總是最大值倍．

C．因?yàn)橛行е当硎窘涣鳟a(chǎn)生平均效果，所以有效值與平均值相同．

D．若正弦交變電流最大值是10A，則它最小值是-10A．第38頁(yè)分析：線圈平面每經(jīng)過中性面一次，電流方向改變一次，在一個(gè)周期內(nèi)線圈平面有兩次經(jīng)過中性面，對(duì)于正弦式交變電流有效值是最大值倍，對(duì)其它交變電流不一定有這么關(guān)系，交變電流有效值是依據(jù)電流熱效應(yīng)來要求，與平均值不一樣，交變電流正負(fù)表示電流方向，不表示電流大小，交變電流最小值為零．正確：A項(xiàng)固與練習(xí)第39頁(yè)5、一個(gè)燈泡上面寫著“220V40W”。當(dāng)它正常工作時(shí)，經(jīng)過燈絲電流峰值是多少？項(xiàng)固與練習(xí)第40頁(yè)6、有一個(gè)電熱器，工作時(shí)電阻為50Ω。接在電壓為u=Umsinωt交流電源上，其中Um=311V，ω=100πs-1.該用電器消耗功率是多大？項(xiàng)固與練習(xí)第41頁(yè)作業(yè)題1、在兩個(gè)阻值相同電阻上分別通以如圖所表示正弦交變電流和方形波電流，它們峰值和周期都相同，則兩電阻在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量之比為（）第42頁(yè)2、一電熱器接在10V直流電源上,產(chǎn)生一定大小熱功率,把它改接到交流電源上,要使產(chǎn)和熱功率是原來二分之一,假如忽略電阻值隨溫度改變,則交流電壓最大值是()(A)5.0V(B)7.1V(C)14V(D)10V3、把標(biāo)有“36V40W”字樣燈