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

交变电流 EXPLORE 创新创意 | 持续发展 | 未来科技 让一个蹄形磁铁靠近白炽灯，观察灯丝，可以看到什么现象？这是什么原因造成的？ 做一做 目 录 CONTENTS 01 交变电流的定义 02 交变电流的产生 03 交变电流的变化规律 04 交流发电机 交变电流的定义 The definition of alternating current 01 EXPLORE 交变电流的定义 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？ 问题？ 演示实验一 用示波器观察电池供给的电压的波形 交变电流的定义 交变电流的定义 用示波器观察学生电源交流挡供给的电压的波形 演示实验二 交变电流的定义 在显示屏上显示的电压（或电流）随时间变化的图像，在电工技术和电子技术中常常叫作波形图。 交变电流的定义 1、交变电流： 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流(AC)。 2、直流电： 方向不随时间变化的电流叫做直流电,简称直流（DC）。 9 演示实验三 观察演示实验，二极管发光情况如何？ 二极管的特性是单向导电性 即只有正向电流通过的时候灯泡才会发光 交变电流的定义 交变电流的定义 演示实验四 观察演示实验，二极管发光情况如何？ 交变电流的定义 12 交变电流的定义 当转速较慢，可以看到两个发光二极管交替闪烁， 这说明了电流的方向在发生变化 交变电流的产生 Generation of alternating current 02 EXPLOME 交变电流的产生 活动一：特殊位置定性分析 对特殊位置分析 建模 方法指导 由特殊👉一般 特殊位置 B与S的位置关系 磁通量 （最大或最小） 感应电动势 线圈中电流方向 甲 乙 丙 丁 B→A→D→C（顺） 平行 0 垂直 无 最大 最小（0） 活动一：特殊位置定性分析 方法指导 三维图 二维图 最大 垂直 最大 0 无 平行 最小（0） 最大 A→B→C→D（逆） A(B) A(B) A(B) A(B) D(C) D(C) D(C) D(C) 👉 16 中性面：线圈与磁场方向垂直的平面。 线圈每次经过中性面时电流方向改变一次。 线圈位于中性面时，磁通量最大，感应电动势和电流最小，且为0； 位于与中性面垂直位置时，磁通量最小，感应电动势和电流最大。 交变电流的产生   17 e O Em t 定性画出感应电动势随时间的变化曲线 电流从E经过负载流向F的方向记为正 甲 乙 丙 丁 甲 交变电流的产生 -Em   18 交变电流的变化规律 The change law of alternating current 03 EXPLORE 想一想：如何从理论上探究线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势随时间的变化规律? 交变电流的变化规律 20 探究：磁感应强度是B，AB、CD长为l，AD、BC宽为d，线圈匀速转动的角速度是ω，设t＝0时线圈刚好转到中性面位置，经过时间t v∥ v⊥ 线圈与中性面的夹角是多少？ AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？ AB边的速度多大？ B v A D t · × 中性面 t 交变电流的变化规律 v = 活动二：一般位置定量分析 21 v∥ v⊥ B v A D t · × 中性面 AB边中的感应电动势多大？ vsinθ sin 交变电流的变化规律 22 B→A → D→C 在线圈由甲图转到乙图所示位置的过程中，AB 边和CD边中电流分别向哪个方向流动？ 想一想 交变电流的变化规律 23 v∥ v⊥ B v A D t · × 中性面 AB边中的感应电动势多大？ vsinθ sint 线圈中的感应电动势多大？ sin t= BSsin t 交变电流的变化规律 24 当 从中性面计时开始，e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值。 sin t=1时 如果线圈匝数为N，则Em＝NωBS。 e有最大值用Em表示 交变电流的变化规律 25 若电路中的负载为纯电阻电路时，负载两端的电压和流过的电流也按正弦规律变化。即， u ＝ Umsin ωt i ＝ Imsin ωt 其中Um 、 Im分别叫电压和电流的最大值，也叫峰值。 而e、u、i 则是相应的物理量的瞬时值。 交变电流的变化规律 26 e O Em t 甲 乙 丙 丁 甲 交变电流的产生 -Em 这种按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流（sinusoidal current）。   27 交变电流的变化规律 交变电流的变化规律 几种交变电流的波形 alternator 04 EXPLORE 交流发电机 交流发电机 组成： ①用