第三章交变电流整章任务化学习 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

第三章 交变电流 德清六中 何淑芬 任务一：认识交流电与直流电的波形图 （电流或电压随时间的变化图像) t U 0 t U 0 i/ i/ t U 0 t U 0 t U 0 思考 交变电流通过电子电路可以变成直流电，你在实验室或生活中有没遇到过呢？ 任务二：交变电流的产生与交变电流的变化规律研究（定性→定量） 交流发电机 基本构造 ①. 定子 ②. 转子 ③. 滑环：K、L ④. 电刷：E、F 【思考】线圈转动时，闭合线圈中磁通量是否变化？哪几条边在切割磁感线？ 定性分析各位置线圈中的电流大小和方向？ 设计实验验证交变电流的方向随时间周期性变化 甲 乙 丙 丁 请画出交流发电机工作时正视图分别对应甲乙丙丁四个特殊的位置并分析线圈转动时产生的感应电动势随时间的变化规律 e t 0 B v A(B) D(C) t = 0 θ 匀强磁场B，线圈从中性面开始转动，角速度ω。经过时间 t，线圈转到如图所示位置，已知AB和 CD的长度为L，AD和BC的长度为d，求线圈中的感应电动势的表达式并画出e-t图像。 B v A(B) D(C) t = 0 θ B v A(B) D(C) t = 0 θ e t 0 t u 0 t e 0 t i 0 任务三：结合正弦交流电的图像和函数学习描述交变电流的相关物理量 t e 0 t i 0 t u 0 T T T 周期T 频率f 角频率ω 峰值 瞬时值 Em e Im i Um u t/s e/V 0 311 P P’ 0.02 0.04 -311 图中交流电的峰值、瞬时值、频率、周期分别是多少？ 有效值 E I U i/A t/s 1 2 0 －1 －2 0.5 1 t/s e/V 0 311 P P’ 0.02 0.04 -311 平均值 E I U t/s e/V 0 311 P P’ 0.02 0.04 -311 任务四：知道交变电流的四值应用 峰值 瞬时值 有效值 平均值 电容器的击穿电压 分析某一时刻的电流电压或某一时刻线圈所受安培力时;氖炮的发光时间（霓虹灯） 交流电压表、电流表测量的数值、求解电功、电功率、热功、热功率时的电流电压，额定电压、额定电流、保险丝的熔断电流 适用于计算通过电路横截面电量q 任务五：认识变压器及其工作原理 问题：高压输电线上的电压可以高达100kv，我们怎么才能获得这么高的电压呢？家用的电路电压为220v，又靠什么把这么高的输电电压降到220v的呢？而手机充电电压则一般不能高于4.2v，又需要什么设备将220v降为4.2v呢？ 发电站的巨型变压器 民用变压器 电器电源变压器 原线圈与电源相连 副线圈与负载相连 闭合铁芯锁住磁场，减小损耗 工作原理：互感现象 思考1：变压器能改变直流电的电压吗？为什么？ 思考2：在输入的交流电压一定时，原线圈、副线圈取不同的匝数，副线圈输出的电压也不一样，那么变压器原、副线圈两端的电压与线圈匝数之间有什么关系呢? 实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 实验原理 实验方案 实验器材 实验操作 ？ n1 n2 u1(单位：伏特) u2(单位：伏特) n1/n2 u1/u2 800 12.0 2.00 800 12.0 8.00 200 12.0 0.50 200 12.0 2.00 400 100 400 100 实验结论：U1/U2与n1/n2相等吗？为什么？ 铜损 铁损 磁损 什么是理想变压器？ 任务六：变压器在远距离输电中的应用 ？ 电能在由电厂传输给用户过程中要考虑什么问题？ 可靠、保质、经济 那么，怎样在输电过程中减少电能的损失呢？ P损=I2R ？ 发电厂 用户 I r U （1）我国远距离输电采用的电压有 110 kV、220 kV、330 kV的高压。 （2）输电干线采用 500 kV 和 750 kV 的超高压， （3）西北电网达到1100 kV 的特高压。 注意：电压越高，对输电线路和变压器的要求越高，建设费用越高。还有对电线绝缘的要求就越高，不经济。所以要综合考虑各种因素。 发电机组 变压器 输电导线 发电站 升压变压器 长距离输电线路 一次高压变电站降到100 kV 左右 二次高压变电站降到10 kV 左右 工厂 低压变电