遼寧省大連市高中物理 第5章 交變電流 5.1 交變電流課件 新人教版選修3-2.ppt

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1、公里旁，曠野上，堅(jiān)實(shí)的鋼架托著、吊著粗大的金屬線，仿佛由天際而來，向天際而去,這些由發(fā)電廠、變電站而來的輸電線，將電能輸送到鄉(xiāng)村、工廠，輸送到千家萬戶。電，每時(shí)每刻都在為人類做著巨大貢獻(xiàn)。來自發(fā)電廠的電有什么特征？我們?cè)鯓硬拍芨玫睦盟窟@節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)與此相關(guān)的內(nèi)容。,第一節(jié)交變電流,（1）知識(shí)與技能掌握交變電流的產(chǎn)生即變化規(guī)律。會(huì)用公式和圖像表示交變電流。掌握正弦交變電流的變化圖像,（2）過程與方法通過實(shí)驗(yàn)了解交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造，掌握正弦交變電流的產(chǎn)生原理通過體驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力。,（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀通過學(xué)習(xí)體驗(yàn)探究現(xiàn)象與生活中物理知識(shí)的樂趣。,教學(xué)重、難點(diǎn),教學(xué)重點(diǎn)正

2、弦交流電產(chǎn)生的原因及其變化規(guī)律交變電流的產(chǎn)生原理教學(xué)難點(diǎn)交變電流的產(chǎn)生原理,本節(jié)導(dǎo)航,1.交變電流2.交變電流的產(chǎn)生3.交變電流的變化規(guī)律,1.交變電流,轉(zhuǎn)子,定子,【演示1】,觀察小燈泡的發(fā)光情況,“亮”、“閃”,,,,,,,亮:說明有電流通過燈泡閃:通過燈泡電流大小是變化,線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流強(qiáng)度大小是變化的,,【演示2】,觀察二極管的發(fā)光情況,交替發(fā)光,,通過二極管的電流方向是周期性變化的,,線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是變化的,,電流的分類,恒定電流:大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流,直流電(DC)：方向不隨時(shí)間變化的電流,交變電流:大小和方向都隨時(shí)間做周期性的變化。簡(jiǎn)稱交流（AC）,交變電

3、流在生產(chǎn)生活中有廣泛應(yīng)用,(2),(1),(3),(4),(5),（1）（2）（5）,觀察下列幾個(gè)電流與時(shí)間的圖象,判斷哪些是交變電流？,2.交變電流的產(chǎn)生,交變電流(交流電)的產(chǎn)生,線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生交變電流,,為了能更方便地說明問題，我們將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖來分析.,甲,乙,丁,丙,戊,(甲),沒有邊切割磁感應(yīng)線,中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面。BS，最大，E=0,I=0,(乙),a（b）、d（c）邊垂直切割磁感線,BS，=0，E最大，I最大感應(yīng)電流方向b到a,(丙),BS，最大，E=0,I=0,又見中性面,BS，=0，E最大，I最大，感應(yīng)電流方向a到b,丁,BS，=0，E

4、最大，I最大，感應(yīng)電流方向a到b,戊,那么整個(gè)連續(xù)的過程是怎么樣的呢？,0,最大,0,反向最大,0,假定從E經(jīng)過負(fù)載流向F的電流為正，反之為負(fù)，在坐標(biāo)上標(biāo)出線圈達(dá)到甲、乙、丙、丁四個(gè)位置對(duì)應(yīng)的時(shí)刻和電流。,交流電的圖像,真的是這樣嗎？,中性面在垂直于磁場(chǎng)位置。線圈通過中性面時(shí)，穿過線圈的磁通量最大。線圈平面通過中性面時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。線圈平面每轉(zhuǎn)過中性面時(shí)，線圈中感應(yīng)電流方向改變一次，轉(zhuǎn)動(dòng)一周線圈兩次通過中性面，故一周里線圈中電流方向改變兩次。,注意,3.交變電流的變化規(guī)律,以線圈經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻t線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（ab和cd邊切割磁感線）,令,則有,e為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t的瞬時(shí)值Em

5、為電動(dòng)勢(shì)的最大值（峰值）,（1）電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)（2）電流按正弦規(guī)律變化（3）電路上的電壓按正弦規(guī)律變化,電流通過R時(shí)：,交變電流的變化規(guī)律,(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):e=nBssint=Emsint(從中性面開始計(jì)時(shí))(2)感應(yīng)電流:i=(nBs/R)sint=Imsint(從中性面開始計(jì)時(shí))(3)外電路電阻兩端的電壓:u=Umsint(從中性面開始計(jì)時(shí)),開始計(jì)時(shí)(t=0),線圈位置(初相位)不同,出現(xiàn)正弦與余弦的表達(dá)式,Em=nBS,交變電流的種類,(1)正弦交流電(2)示波器中的鋸齒波掃描電壓(3)電子計(jì)算機(jī)中的矩形脈沖(4)激光通信中的尖脈沖

6、,家庭電路中的正弦交流電流,示波器中的鋸齒波掃描電壓,電子計(jì)算機(jī)中的矩形脈沖,激光通信中的尖脈沖,（1）發(fā)電機(jī)模型一般是兩個(gè)磁極,每轉(zhuǎn)一周，周期性變化一次實(shí)際發(fā)電機(jī)通常是四磁極（多極），每轉(zhuǎn)一周周期性變化兩次，得到相同頻率的交流電時(shí),可以降低轉(zhuǎn)子的角速度,50Hz交流電發(fā)電機(jī)其轉(zhuǎn)子3000r/min,50Hz交流電發(fā)電機(jī)其轉(zhuǎn)子1500r/min,三峽電廠發(fā)電機(jī)的多極轉(zhuǎn)子,（2）大型發(fā)電機(jī)線圈中電流很大，為了不使大的電流通過電刷，實(shí)際發(fā)電機(jī)都是磁鐵(電磁鐵)旋轉(zhuǎn)（為轉(zhuǎn)子）,而線圈是固定的（定子）.,磁鐵旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī)模型,交流發(fā)電機(jī)簡(jiǎn)介,（1）發(fā)電機(jī)的基本組成：用來產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的線圈（叫電樞）用

7、來產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁極（2）發(fā)電機(jī)的基本種類旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)（電樞動(dòng)磁極不動(dòng)）旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)（磁極動(dòng)電樞不動(dòng)）,無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子，不動(dòng)的部分叫定子。,課堂小結(jié),（1）交變電流：大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流。（2）矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（3）線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次。,高考鏈接,1.（91年全國(guó)高考題）一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖所示。下面說法中正確的是（）,D,At1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零Bt2時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對(duì)

8、值最大Ct3時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大D每當(dāng)e變換方向時(shí)，通過線圈的磁通量絕對(duì)值都為最大,2.（1992年全國(guó)高考題）交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為e=E0sinwt,若將其電樞的轉(zhuǎn)速提高1倍，其他條件不變，則其電動(dòng)勢(shì)變?yōu)椋ǎ〢E0sinB2E0sinCE0sin2wtD2E0sin2wt,D,3.（1998年全國(guó)高考題）一理想變壓器，原線圈匝數(shù)n1=1100，接在電壓為220V的交流電源上。當(dāng)它對(duì)11只并聯(lián)的“36V、60W”燈泡供電時(shí)，燈泡正常發(fā)光。由此可知該變壓器副線圈的匝數(shù)n2=_____，通過原線圈的電流I1=_____A。,180,3,1.在如圖所示的幾種電流隨時(shí)間變化的

9、圖線中，屬于交變電流的是________，屬于正弦交變電流的是_______。,課堂練習(xí),A,B,C,D,ABD,A,2.交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律為e=EmSint，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n提高一倍，其它條件不變，則電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律將變化為（）Ae=EmSin2tBe=2EmSin2tCe=2EmSin4tDe=2EmSint,B,3.線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值是Em，那么在任一時(shí)刻t感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e為若線圈電阻為，則感應(yīng)電流的瞬時(shí)值為,e=Emsint,i=Em/(Rsint),教材習(xí)題答案,1.解答：磁鐵靠近白熾燈，發(fā)現(xiàn)燈絲顫動(dòng)。因?yàn)橥ㄓ薪蛔冸娏鞯臒艚z處在磁場(chǎng)中要受到力的作用，燈絲受到的磁場(chǎng)力的大小、方向都隨時(shí)間做周期性變化，因此燈絲顫動(dòng)。2.解答：這種說法不對(duì)。3.解答：6.310-2V4.解答：e=Emsint=400sin(314t)5.解答：e=BSw,電流方向?yàn)镵NMLK,