3.1 交变电流 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修二册

1.交变电流 人教版（2019）高中物理选择性必修第二册 第三章交变电流 课程标准 核心素养 1.理解交变电流，正弦式交变电流概念，会用图像和公式描述正弦式交变电流。 物理观念 2.经历建立正弦式交变电流模型，推理得出正弦式交变电流表达式。 科学思维 3.从能量转化角度了解发电机，知道旋转电枢式发电机与旋转磁极式发电机的不同。 物理观念 教学目标 问题：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档供给的电压的波形，这两种波形各有什么特点？ 一.交变电流 在显示屏上显示的电压（或）电流随时间变化的图像，叫做波形图。 电动势，电压或电流随时间周期性的变化，这样的电流叫作交变电流（AC）； 方向不随时间变化的电流叫直流（DC） 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两端（图3.1-2）.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。 实验现象说明了什么？ 两磁极之间产生的磁场近似为匀强磁场，n匝线圈只画1匝线圈 一.交变电流的产生 问题1：线圈逆时针匀速转动，切割磁感线的是哪些边？ 2.画出甲，乙，丙，丁的平面图（正视图） 甲 乙 丙 丁 甲 乙 丙 丁 问题引导： 1.在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中的电流向哪个方向流动？在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中的电流向哪个方向流动？ 2.当线圈转到什么位置时线圈中没有感应电流？当线圈转到什么位置时线圈中感应电流最大？ 3.假设电流从E流向F为正，大致画出电流表电流随时间变化的曲线。 图像可能是正弦图像 与磁场垂直的平面叫中性面。 二.交变电流的变化规律 问题引导： 1.线圈位于中性面时，磁通量等于多少？感应电动势等于多少？ 2.线圈转到什么位置，感应电流方向发生变化？ 线圈位于中性面计t=0，设线圈以角速度ω匀速转到，AB=CD=L,AD=BC=d,则经t时间后，求1.线圈与中性面的夹角θ？ 2.AB边的速度？ 3.AB边速度方向与磁场方向的夹角？ 4.AB 边产生的感应电动势？ v θ 同理可知CD切割磁感线产生的电动势与AB切割磁感线产生的电动势相等，总电动势 1.线圈匝数为N,则 按正弦规律变化的电动势，电流，电压统称为正弦式交变电流。 ɸ t o 3.正弦式电流是最简单，最基本的交变电流。 三.交变发电机 旋转电枢式发电机：电枢装在转子上，只用于小容量电机。旋转磁极式发电机：磁极装在转子上，大中型容量电机。 发电机的转子由不同的装置带动，轻分析火力发电，水力发电能量的转化？ 【例题1】下列各图中，线圈中不能产生交变电流的有（　　） A B C D B 【例题2】．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁场垂直的轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．t=0.01s时穿过线框的磁通量最小 B．t=0.01s时穿过线框的磁通量变化率最大 C．该线框匀速转动的角速度大小为50πrad/s D．感应电动势瞬时值为22V时，线框平面与中性面的夹角为45° D [例题3]．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场。若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则（　　） A．线圈中D时刻磁通量的变化率最大 B．线圈在0.1s时有最大的感应电动势 C．线圈中0时刻与0.1s时刻电流的方向相同 D．线圈中0到D时间内平均感应电动势为0.314V B $$