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

第一节 交变电流 第三章 交变电流 1 学习目标 1 新课讲解 3 新课导入 2 经典例题 4 课堂练习 5 本课小结 6 目录 2 学习目标 1.理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面 2.掌握交变电流的变化规律及表示方法 3.理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义 3 新课导入 你知道下图中的输电线始于哪里，最终又输送到哪里吗？ 发电厂的发电机利用什么原理发出来的电？它具有哪些特点？ 始于：发电厂、变电站 输送到：乡村、工厂…… 4 第一节 交变电流 5 利用示波器观察交变电流 利用示波器，观察用学生电源的交流挡供电时候的波形 利用示波器，观察用干电池供电时电流的波形，这两种波形有什么特点？ 6 新课讲解 1.直流电：电流、电压方向不随时间变化的电流，简称直流（DC）。 大小和方向都不随时间变化的电流为恒定电流。 2.交流电：电流、电压大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称交流（AC）。 7 第二节 交变电流的产生 8 交流发电机的结构 讨论交流发电机发电的原理。 线圈转动的过程中，哪些位置穿过线圈的磁通量最大？哪些位置线圈中的电流最大？ 侧视图 a(b) d(c) 9 交变电流的产生 请判断下列四个位置时电流方向？发发电机在匀速转动过程中产生的电流方向有什么特点？ a(b) d(c) a(b) a(b) a(b) d(c) d(c) d(c) 电流方向具有周期性变化的特点 E=0、I=0 电流：a→d→c→b→a 电流：a→b→c→d→a E=0、I=0 10 （1）线圈转到如图所示位置时，磁通量有什么特点？ （2）线圈ab段的速度方向与磁场方向是什么关系？ （3）此时的感应电动势多大？磁通量的变化率有什么特点？ 思考 a(b) d(c) a(b) d(c) 11 中性面及其特点 线圈平面与磁感线垂直时的位置，B⊥S 中性面 中性面的特点 a(b) d(c) B ①线圈处于中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，（）磁通量的变化率为0，但线圈中的电流为0。 ②线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流的方向都要改变。线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。 12 （1）线圈转到如图所示位置时，磁通量有什么特点？ （2）线圈ab段的速度方向与磁场方向是什么关系？ （3）此时的感应电动势多大？磁通量的变化率有什么特点？ 思考 a(b) a(b) d(c) d(c) 13 与中性面垂直的面的特点 a(b) d(c) B （1）与中性面垂直的面，B∥S （2）磁通量的变化率最大， （3）速度方向与磁场垂直，感应电动势最大，电流最大 （4）磁通量最小， 14 第三节 交变电流的变化规律 15 交流电流的变化规律 1.经过时间t，线圈转过的角度为多大？ 2.线圈ab边或cd边转动的线速度为多大？ 3.线圈ab边中的感应电动势为多少？ 4.线圈cd边切割磁感线产生的感应电动势为多少？ 5.整个线圈的电动势为多少？若线圈为N匝，则电动势又为多少？ a(b) d(c) v 16 交流电流的变化规律 a(b) d(c) v 1.转过的角度为 2.线圈ab边或cd边转动的线速度为 3.ab边中的感应电动势为 4.cd边中的感应电动势为 5.整个线圈的电动势为。若线圈为N匝，则电动势为 17 交流电流的变化规律 思考 1.正弦式交变电流电动势的瞬时值表达式是怎样的？ （1）当从中性面开始计时时是怎样的？ （2）当从中性面垂直的位置开始计时时是怎样的？ 2.正弦式交变电流电动势的峰值如何表达？ 注意：峰值与线圈的形状无关，与转动轴的位置也无关 18 交流电流的变化规律 1.瞬时值表达式：电动势为，电压为，电流为 2.峰值：表达式中的分别为电动势、 电压和电流可能达到的最大值，叫作峰值 3.正弦式电流：按正弦规律变化的交变电流 4.正弦式交变电压随时间的变化关系如图所示 19 第四节 交流发电机 20 交流发电机 用来产生感应电动势 （电枢） 用来产生电势 旋转电枢式发电机 21 交流发电机 旋转磁极式发电机 22 经典例题 1.交变电流是( ) A.矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流 B.按正弦规律变化的电流 C.按余弦规律变化的电流 D.大小、方向随时间做周期性变化的电流 D 23 答案：D 解析：矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流，产生的正弦式交流电，故A错误；矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时，若从中性面计时，则产生按正弦规律变化的电流，若从垂直中性面计时，则按余弦规律变化的电流，