第3章 第2节 交变电流的产生-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册同步全程学习课件PPT（鲁科版）

导与球 第2节 交变电流的产生 学习目标 成长记录 1.了解交流发电机的工作原理。 知识点一&要点一 2.知道交变电流的产生，会判断电流 方向的变化。 知识点二&要点二 3.掌握交变电流的变化规律，会写出 其瞬时值表达式：能从正弦式交变电 流的图像中读出峰值、周期，能对正 知识点三&要点三 弦式交变电流的图像描述和函数式描 述进行转换。 基础探究 形成概念，掌握新知 ⑩知识梳理 知识点一交流发电机 1.定义：能产生_大小和方向随时间做周期性变化电流的发电机。 2.组成：主要由线圈(电枢)_和_磁极_两部分组成。 3.分类 (1)旋转电枢式发电机：电枢_转动，磁极不动，输出电压一般不超过500V。 (2)旋转磁极式发电机：磁极_转动，电枢不动，能够产生几千伏到几万伏的 电压，输出功率可达_几百兆瓦_。 4.工作过程：发电机的转子由蒸汽轮机、水轮机等带动，将_机械能传递给 发电机，发电机将机械能转化为电能，输送给外电路。 知识点二正弦式交变电流的产生原理 1.产生条件：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。 2.过程分析 线题中电克沿ABCD方 ① 线圈中电流沿DC8方向 ④ 在甲，丙位首时线图中 没有电常，在乙、丁位 发时线烟中电流最大 线国中电礼沿ACD方户 重中电流沿DCBA方向 3.中性面：线圈平面与磁感线垂直时所在的平面。 知识点三正弦式交变电流的变化规律 1.感应电动势的变化规律 矩形线框的长宽分别为1，d,转动角速度为⊙，若从中性面开始计时，在t时刻，线框转过的 留 角度0-⊙t,线框功割磁感线的速度v=晋与磁感线垂直的速度v' 线框上产生的感应电动势e=2Blv'=@Bldsin @t=@BSsin @t=Esin ot。对于单匝 线圈，E=oBS;如果线圈匝数为N,则E 2.电压、电流的变化规律 当负载为电灯等纯电阻用电器时，负载两端电压u、流过的电流分别为 u=Usin ot,i=Isin ot 3.峰值：表达式中的E、Um、I分别为感应电动势、电压和感应电流的最大值，也 叫峰值。 4.正弦式交变电流的图像 公思考与自测 1.思考判断 (1)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流。（×) (2)当线圈中的磁通量最大时，产生的电流也最大。（×) (3)线圈绕垂直于磁感线的轴转动时产生的交流电是交变电流，电动势的峰值与 线圈的形状有关。（×) (4)交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置有关。（√) (⑤)线圈转一周有两次经过中性面，每转一周电流方向改变一次。（×) (6)发电机是将其他形式的能转化为电能的装置。（√) 2.思维探究 (1)如何理解线圈平面转到中性面时感应电动势为零，而线圈平面与中性面垂直时感应电 动势最大呢？ 答案：根据法拉第电磁感应定律E一可知，感应电动势的大小不是与磁通量中直接对应，而是与磁 通量的变化率成正比。虽然线圈经过中性面时磁通量最大，但磁通量的变化率为零，所以感应电动势 为零：虽然线圈平面与中性面垂直时磁通量为零，但磁通量的变化率最大，所以感应电动势最大。 (2)交流发电机输出的电流都可以表示为i=I sin @t吗？ 答案：不一定。如果线圈从与中性面垂直时开始计时，则输出的电流表示为i=I cos @t。 (3)交流发电机中线圈的角速度。保持不变的前提下，怎样才能使发电机有较大的电动势 峰值？ 答案：由于E=BS。,要增大发电机产生的电动势的峰值，可增加线圈的匝数、增大匀强磁 场的磁感应强度或增大线圈的面积。 合作探究 突破要点，提升关键