人教版高中物理选修3-2　5.1　交变电流（共24张PPT＋视频）

学习目标 1、知道什么是交变电流 2、理解交变电流产生的原理 3、掌握交变电流的变化规律 知识回顾： 1、恒定电流有什么特点？ 2、法拉第电磁感应定律的内容？ 3、导体切割磁感线时的感应电动势？方向如何判断？ 人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流 2、直流电流(DC) 方向不随时间变化的电流 1、交变电流(AC) 大小和方向随时间做周期性变化的电流 一、交变电流 Direct Current Alternating Current 【例1】下列表示交变电流的有（ ） CE i t i t t (E) 0 i t (A) (B) (C) (D) 0 0 0 0 t i i * * 交变电流是如 何产生的呢？ 视频演示交流发电动机 7.unknown 8.unknown 问题：为什么会产生电流？ 二、交变电流的产生 丁 A B C D 甲 A B C D C D 丙 A B 乙 A B C D 问题1: 当ABCD线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线? A B C D 将立体图转化为侧面图来分析 A B C D v 问题2: 判断线圈处在甲乙丙丁四个位置时是否产生感应电流？若有，标出电流方向；若无，说明原因。 问题3: 判断从甲转到乙电流方向变吗？从乙转到丙呢？ 从丙转到丁？丁到甲？ I=0 I方向：dcbad I=0 I方向：abcda 问题4:分析线圈由甲转到乙，由乙转到丙，由丙转到丁，由丁转到甲的过程中电流大小变化的情况？ 问题5:从E经负载流向F的电流记为正，在电流—时间图中画出甲、乙、丙、丁四个位置对应的时刻。 I=0 I方向：dcbad I=0 I方向：abcda i t 中性面:线圈平面与磁感线垂直的位置 ①线圈通过中性面瞬间不切割磁感线，感应电动势、 感应电流为零。 ③每当线圈经过中性面一次，感应电流方向就改变一次。 ②中性面位置磁通量最大，磁通量的变化率等于０。 A B C D 【例2】一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时(　　) A．线圈平面与磁感线方向平行 B．通过线圈的磁通量达到最大值 C．通过线圈的磁通量变化率达到最大值 D．线圈中的电动势达到最大值 B 三.交变电流的变化规律 在匀强磁场B中，矩形线圈AB边长为L1，BC边长为L2，逆时针绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω，从中性面开始计时，经时间t，线圈中的感应电动势是多少？ A B C D 问题（已知B 、L1 、L2 、ω、 t ） ①线圈与中性面的夹角是多少？ ②ab边速度方向与磁场方向夹角多大？ ③ab边的速度是多少？ ④ab边产生的感应电动势多大？ ⑤线圈中感应电动势多大？若线圈的匝数为N匝呢？ θ v v1 v2 θ=ωt π-θ v=ωL2/2 e=½BL1L2ωsinωt e=BL1L2ωsinωt e=NBL1L2ωsinωt A B C D L1 L2 θ 正弦式交变电流的变化规律 （线圈在中性面位置开始计时） ①电动势e随时间变化的规律:e= . ②负载两端的电压u随时间变化的规律: u= . ③电流i随时间变化的规律:i= . 其中ω等于线圈转动的 , Em= . Emsinωt Umsinωt Imsinωt 角速度 NBSω 10.unknown 思考：磁通量变化规律？ 0 e t Em -Em i t 0 Im -Im Φ t 0 t1 t2 t3 t4 Φm -Φm u t 0 Um -Um 小结 1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。 3、交变电流的变化规律： （1）方向变化规律-------线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。 （2）大小变化规律-------按正弦规律变化 e=Emsinωt Em=NBSω叫电动势的峰值 i=Imsinωt Im=Em/R叫电流的峰值 u=Umsinωt Um=ImR叫电压的峰值 2、产生：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 【例3】一矩形线圈，面积是0.01 m2，共200匝，线圈电阻不计，外接电阻R=1Ω，线圈在磁感应强度B=1/π T的匀强磁场中以ω=π rad/s的转速绕