3.1 交变电流 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

该高中物理课件围绕交变电流展开，涵盖概念、产生、变化规律及交流发电机原理。通过示波器观察干电池与交流电源波形对比导入，从直观现象到抽象概念，搭建学习支架衔接知识脉络。 其亮点是实验探究与科学思维融合，如用示波器实验引入概念，通过中性面模型分析电流方向变化，推导正弦规律时设计问题链。培养学生科学探究和模型建构能力，助力学生理解抽象规律，教师可借助练习题和总结提升教学效果。

3.1 交变电流 第三章.交变电流 交变电流 交变电流的产生 变化规律 交流发电机 CONTENT 目 录 利用示波器，观察用干电池供电时电流的波形，并说出波形有什么特点？ 利用示波器，观察交流电源供电时电流的波形，并说出波形有什么特点？ 第一部分 交变电流 5 知识点一：交变电流 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。 3.说明： 0 i t 恒定直流 0 i t 脉动直流电 （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 思考？ 你知道下图中输电线始于哪里，最终又输送到哪里吗？ 你知道发电厂发电机是用什么原理发出来的电？它具有哪些特点？ 交流电二极管发光 交变电流 的产生 第二部分 交流发电机示意图 K A F E L D C B 基本组成： 定子：不动的部分叫定子 --磁极(产生匀强磁场) 转子：转动的部分叫转子 --电枢(产生感应电动势的线圈) .滑环：K、L .电刷：E、F 交变电流的产生两个特殊位置 当B⊥S时此时称作中性面 特点 12 1.中性面：垂直于磁场方向的平面B⊥S 2.磁通量最大，Φ=Φmax=BS 3.速度方向与磁场平行，不切割磁感线，E=0，I=0（V//B） 4.每当线圈经过中性面一次，感应电流方向就改变一次 12 与中性面垂直的面的特点 1.垂直中性面：与中性面垂直的面，B//S 2.磁通量最小，Φ=0 3.速度方向与磁场垂直，感应电动势最大，电流最大(V┴B) 4线圈经过此位置，感应电流方向不发生改变 E=0、I=0 × • 电流：B→A→D→C→B × • I 电流：C→D→A→B→C I 判断出下列四个位置时电流方向？并总结这样的发电机在匀速转动过程中产生电流方向有什么特点？ 思考？ 交变电流的变化情况（定性） 4 2 3 1 中性面 o 1 2 3 4 i t 线圈每经过中性面一次，交流电方向改变一次，线圈每转动一周，两次经过中性面，交流电的方向改变两次。 第三部分 交变电流 的变化规律 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。1、线圈与中性面的夹角是多少？ 2、AB 边的速度多大？3、AB 边速度方向与磁场方向夹角是多大？4、AB 边中的感应电动势多大？5线圈中的感应电动势多大？ A(B) D(C) B v A D t · × 中性面 交变电流的变化规律       交变电流的变化规律 1.瞬时电动势随时间变化的规律： 为电动势的最大值（峰值） 正弦式交变电流   若为N匝线圈 e = NBSω sin ωt     当负载为纯电阻电路时，负载两端流过的电流和电压也按正弦规律变化。 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 交变电流的变化规律 若线圈从中性面的垂面（峰值面）开始计时，在t 时刻线圈中的感应电动势是多少？ 说明：物理学中，正弦交变电流与余弦交变电流(本质规律都相同)统称为正弦式交流电 负载两端电压变化规律： 流过负载的电流变化规律： 第四部分 交流发电机 生活中的交流发电机 风力发电机组 水力发电机组 交流发电机工作原理：交流发电机利用电磁感应原理，通过旋转线圈在磁场中产生交流电转子产生旋转磁场，定子线圈切割磁力线，从而产生交流电输出。 23 总结提升 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 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，都是交流电，但交流电不一定是正余弦规律变化的，故BC错误；交变电流的大小和方向都随时间做周期性变化，故D正确；故选D. 2.(多选)下图所示图像中属于交变电流的有(　　) 解析:根据交变电流的定义分析,是否属于交变电流关键是看电流方向是否发生变化,而不是看大小。此题根据图像判断是否属于交变电流,意在提高学生的辨析能力,培养物理观念核心素养。答案:ABC 3.如图甲所示，由交流发电机、定值电阻R、交流电流表A组成的闭合回路，线圈ABCD沿逆时针方向转动，图甲所示位置磁感线与线圈平面平行，从此刻开始计时，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是( ) A.t2、t4时刻线圈中感应电动势最小 B.t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变 C.线圈转到图甲所示位置时，线圈中磁通量变化率为零 D.线圈转动到图甲所示位置时，感应电流方为A→B→C→D→A B 答案：B 解析：根据题图乙，结合交流发电机工作原理可知，在t2、t4时刻，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量变化率最大，则线圈中产生的感应电动势最大，故A错误；由题图乙知，在t1、t3时刻，穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面，线圈中感应电流方向改变，故B正确；线圈转到题图甲所示位置时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量变化率最大，故C错误；线圈ABCD沿逆时针方向转动，根据右手定则判断可知，当线圈转动到题图甲所示位置时，感应电流方向为D→C→B→A→D，故D错误. 4.(多选)下列各图中能产生交变电流的是(　　) 解析:A图中的转轴与磁场方向平行,B图中的转轴与线圈所在平面垂直,线圈中的磁通量始终为零,线圈中无感应电流产生,故A、B错误;根据交变电流产生的条件可知,线圈绕垂直于磁感线且通过线圈平面的轴转动,就可以产生交变电流,对线圈的形状没有特别要求,故C、D正确。 课堂总结 交变电流 交流发电机 交变电流的变化规律 交变电流的产生 谢谢观看 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 www.aliyun.com - Media Transcoding Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.41 $