第3.1节交变电流-2023-2024学年高二物理同步培优课件（人教版2019选择性必修第二册）

高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第1节:交变电流 第1节交变电流 公路旁、旷野上，坚实的钢架托着、吊着粗大的金属线，仿佛由天际而来，向天际而去…… 这些由发电厂、变电站而来的输电线，将电能输送到乡村、工厂，输送到千家万户。电，每时每刻都在为人类作着巨大的贡献。 来自发电厂的电有什么特性？我们怎样才能更好地利用它？这一章我们就来学习与此相关的内容。 高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第1节:交变电流 导入新课 观察图片回答问题 高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第1节:交变电流 演示实验 观察交变电流的方向 把两个发光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，然后连接到教学用发电机的两端。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。 说明： 发电机产生的交流电电流方向在不断变化。 现象：两个二极管会交替发光 用示波器或电压传感器先观察电池供给的电压的波形，再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。这两种波形各有什么特点？ 高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第1节:交变电流 演示实验 观察交变电流的方向 １.直流电(DC)： 电流方向不随时间而改变 ２.交变电流(AC)： 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 一.电流的分类： 高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第1节:交变电流 电流的分类 直流电和交流电的概念 t i 0 假定线圈在匀强磁场中绕轴OO′沿逆时针方向匀速转动，如图所示，则： 1.在线圈转动的过程中，哪些边会产生感应电动势？ 2.线圈由甲图转到乙图位置的过程中，AB 、CD 边中电流各向哪个方向流动？ 3.线圈由丙图转到丁图位置的过程中，AB 、CD边中电流各向哪个方向流动？ 4.转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？ 高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第1节:交变电流 交流电的产生 电磁学的知识来分析交流电的产生过程。 1.B⊥S，φ最大 2.没有切割B，E=0，I=0 3.此位置称为--中性面 1.B∥S，φ=0， 2.垂直切割B,E最大I最大 3. 此位置称为--峰值面 1.B⊥S，φ最大 2.没有切割B，E=0，I=0 3.此位置称为--中性面 1.B∥S，φ=0， 2.垂直切割B,E最大I最大 3. 此位置称为--峰值面 感应电流方向DCBA 感应电流方向ABCD 转动过程 电流方向 甲→乙 B→A→D→C 乙→丙 B→A→D→C 丙→丁 A→B→C→D 丁→甲 A→B→C→D 高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第1节:交变电流 交流电的产生 电磁学的知识来分析交流电的产生过程。 高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第1节:交变电流 交流电的产生 中性面的概念及其特点 中性面：垂直磁场方向的平面． （1）穿过线圈的磁通量 最大，但 最小，线圈中的感应电动势为零． （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． （3）线圈平行于磁感线时， , 最大，感应电动势最大。 线圈处在磁感应强度是B 的匀强磁场中，AB、CD宽l，AD、BC长d ，线圈平面从中性面沿逆时针方向开始转动，角速度是ω．经过时间t，推导此时线圈中产生瞬时感应电动势. B v A(B) D(C) t=0 θ 1.线圈与中性面的夹角是多少？ 2.AB边的速度多大？ 3.AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？ θ 高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第1节:交变电流 交流电的变化规律 推导交流电的变化规律 4.AB边中的感应电动势多大？ 5.线圈中的感应电动势多大？ B v A(B) D(C) t=0 θ θ AB、CD等效为两个串联的电源 v11 v⊥ 高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第1节:交变电流 交流电的变化规律 推导交流电的变化规律 感应电动势的最大值为 S为线框的面积，N为线圈的匝数 线框的的电动势的变化规律为 高中物理选择性必修第二册 第三章：交变电流 第1节:交变电流 交流发动机与电阻连接 负载（电阻）的电压与电流的变化规律 设发电机的内阻为r，负载电阻的阻值为R，则通过负载的电流和两端的电压为： 峰值：Em、Im和Um 分别是电动势、负载的电流和电压最大值 瞬时值：e 、i、和u 分别是电动势、负载的电流和电压的瞬时值