3.1 交变电流 课件 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

3.1 交变电流 教学目标： 1、知识目标 （1）知道什么是交变流电、知道什么是中性面. （2）会分析交变电流的产生，掌握交变电流的变化规律 （3）会求交变电流的最大值和瞬时值 2、能力目标 （1）掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）. （2）培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力. （3）培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力. 3、情感、态度和价值观目标 结合实际情况培养学生理论联系实际的思想. 教学重点难点 重点： 1、交变电流产生的物理过程的分析. 2、交变电流的变化规律的图象描述。 难点： １、交变电流的变化规律及应用. ２、图象与实际发动机转动时的一一对应关系的理解。 检查预习情况： 1.什么是直流电？直流电与恒定电流一样吗？ 2.什么是交变电流？交变电流与直流电的主要区别在哪？ 0 i t 0 i t t i 1.交变电流（AC）:大小和方向都随时间做周期性的变化.简称交流。 2.直流电（DC） ：方向不随时间变化的电流 0 i t 恒定直流 0 i t 脉动直流电 新课：一、交变电流的概念 3.说明： （1）方向呈周期性变化是判断交流的标准。 （大小不变，方向改变的电流也是交流） （2）交变电流经电子电路处理后可变成直流。 （3）直流 恒定电流：大小和方向不随时间变化的电流 脉动直流：方向不变，大小随时间变化的电流 4、几种常见的交变电流的种类 (1)正弦式交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲 二、交变电流的产生 讨论：图示位置 1.哪些边切割磁感线? 2.向什么方向切割? 3、各产生什么方向的？ 4.总电动势加和还是作差？ 5.若ab=L1,bc=L2,转动 角速度w，线圈产生的 电动势多大？ 思考讨论： 为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？ 交变电流产生示意图： 将立体图转化为侧视图来分析 1.哪些边切割磁感线?2.向什么方向切割?3、各产生什么方向的？4.总电动势加和还是作差？ A B C D 1.v∥B，没有边切割磁感线 B⊥S，φ最大 E=0，I=0 --中性面 乙 A B C D A(B) D(C) a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线， 2.B∥S，φ=0，E最大，I最大。感应电流DCBA D(C) A(B) B v∥B，没有边切割磁感线。 3. B⊥S，φ最大 没有切割，E=0，I=0 a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线 4.B∥S，φ=0，E最大，I最大 感应电流方向ABCD D(C) A(B) B A B C D v 没有边切割磁感线。 对比分析 D(C) A(B) B B⊥S Φ最大 E=0 I=0 中性面 B∥S Φ=0 E、I最大 感应电流方向C到D V // B V⊥B D(C) A(B) B 每经过中性面一次， 电流方向就改变一次。 1.中性面：垂直磁场方向的平面． （1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大φ=BS，但△φ/△t =0最小，（ab和cd 边都不切割磁感线），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． 2.线圈平行于磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感应电动势最大。 3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，是产生交变电流的一种方式，不是唯一方式。 （例如：线圈不动，磁场按正弦规律变化也可以产生正弦式交变电流） 结论： R B r P M N a Q b v 11 交变电流的变化规律 三、交变电流的变化规律 矩形线圈AB、CD宽L1，AD、BC长L2 ，磁感应强度是B，设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经过时间t： B v A(B) D(C) t=0 θ 线圈与中性面的夹角是多少？ AB边的速度多大？ 课堂讨论： AB边切割磁感线的有效速度多大？ AB边中的感应电动势多大？ 整个线圈中的感应电动势多大？ ⑥ 若为N匝线圈，则感应电动势多大？ 矩形线圈AB、CD宽L1，AD、BC长L2 ，磁感应强度是B，设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经过时间t，求此时的感应电动势. B v A(B) D(C) t=0 θ v11 v⊥ 中性面 θ 线圈与中性面的夹角是多少？ AB边的速度多大？ AB边切割磁感线的有效速度多大？ AB边中的感应电动势多大？ 整个线圈中的感应电动势多大？ ⑥ 若为N匝线圈，则感应电动势多大？ 以线圈经过中性面开始计时（AB和CD边切割磁感线 ），在时刻t线圈中的感应电动势 e :为电动势在时刻t的瞬时值 Em :为电动势可能达到的最大值——峰值 令