浙江省2018-2019版高中物理 第五章 交變電流 第1課時 交變電流課件 新人教版選修3-2.ppt

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1、第1課時交變電流,研究選考把握考情,知識點一交變電流,基 礎 梳 理,1.交變電流：大小和方向隨時間做________變化的電流，簡稱交流。 2.直流： ______不隨時間變化的電流。 3.圖象特點： (1)恒定電流的圖象是一條________________的直線。 (2)交變電流的圖象隨______做周期性變化，如正弦交變電流的圖象：,周期性,方向,與時間軸平行,時間,如圖所示的各電流中不是交變電流的是________。,即 學 即 練,解析由于交變電流的大小和方向隨時間做周期性的變化，故B、C為交變電流的圖象，A、D不是。 答案AD,知識點二交變電流的產生,1.正弦式交變電流的產生：將

2、閉合矩形線圈置于______磁場中，并繞____________方向的軸______轉動。 2.中性面線圈平面與磁感線______時的位置。 (1)線圈處于中性面位置時，穿過線圈的 ______ ，但線圈中的電流為______ 。 (2)線圈每次經過中性面時，線圈中感應電流方向都要改變。線圈轉動一周，感應電流方向改變______次。,基 礎 梳 理,勻強,垂直磁場,勻速,垂直,最大,零,兩,要 點 精 講,1.正弦式交變電流的產生過程分析 如圖1所示為線圈ABCD在磁場中繞軸OO轉動時的截面圖，AB和CD兩個邊切割磁感線，產生電動勢，線圈中就有了電流(或者說穿過線圈的磁通量發(fā)生變化而產生了感應

3、電流)。具體分析如圖2所示，當線圈轉動到圖甲位置時，導體不切割磁感線，線圈中無電流；當線圈轉動到圖乙位置時，導體垂直切割磁感線，線圈中有電流，且電流從A端流入；線圈在圖丙位置同線圈在圖甲位置；線圈在圖丁位置時，電流從A端流出，這說明電流方向發(fā)生了改變；線圈在圖戊位置同在圖甲位置。線圈這樣轉動下去，就在線圈中產生了交變電流。,圖1,,圖2,2.交變電流產生過程中的兩個特殊位置,【例1】 下列各圖中哪些情況線圈中產生了交變電流(),解析由交變電流的產生條件可知，軸必須垂直于磁感線，但對線圈的形狀及轉軸的位置沒有特別要求。故選項B、C、D正確。 答案BCD,知識點三交變電流的變化規(guī)律,1.正弦式交變

4、電流瞬時值表達式： (1)當從中性面開始計時：e___________。 (2)當從與中性面垂直的位置開始計時：e ___________ 。 2.正弦式交變電流的峰值表達式： Em _______ 與線圈的形狀及轉動軸的位置______。(填“有關”或“無關”),基 礎 梳 理,Emsin t,Emcos t,nBS,無關,要 點 精 講,1.交變電動勢的峰值和交變電流的峰值 交變電動勢最大值，由線圈匝數n、磁感應強度B、轉動角速度及線圈面積S決定，與線圈的形狀無關，與轉軸的位置無關，因此如圖3所示的幾種情況，若n、B、S、相同，則電動勢的最大值相同。,圖3,2.交變電流的瞬時值變化規(guī)律,【

5、例2】 有一個正方形線圈的匝數為10 匝，邊長為20 cm，線圈總電阻為1 ，線圈繞OO軸以10 rad/s的角速度勻速轉動，如圖4所示，勻強磁場的磁感應強度為0.5 T，問：,(1)該線圈產生的交變電流電動勢的峰值、電流的峰值分別是多少？ (2)若從中性面位置開始計時，寫出感應電動勢隨時間變化的表達式； (3)線圈從中性面位置開始轉過30時，感應電動勢的瞬時值是多大？,圖4,答案(1)6.28 V6.28 A(2)e6.28sin10 t(V) (3)3.14 V,名師點睛交變電流瞬時值表達式的書寫技巧 (1)確定正弦交變電流的峰值，根據已知圖象讀出或由公式EmnBS求出相應峰值。 (2)明

6、確線圈的初始位置，找出對應的函數關系式。 線圈從中性面位置開始轉動，則it圖象為正弦函數圖象，函數式為iImsin t。 線圈從垂直中性面位置開始轉動，則it圖象為余弦函數圖象，函數式為iImcos t。 (3)線圈在勻強磁場中勻速轉動產生正弦式交變電流，產生的交變電流與線圈的形狀無關。如圖5所示，若線圈的面積與例2中的圖所示的線圈面積相同，則答案完全相同。,圖5,知識點四正弦交變電流的圖象,正弦交變電流隨時間的變化情況可以從圖象上表示出來，圖象描述的是交變電流隨時間變化的規(guī)律，它是一條__________，如圖6所示，分別是交變電流的______圖象(如圖甲)、 ______圖象(如圖乙)、

7、 ______圖象(如圖丙)。,基 礎 梳 理,正弦曲線,et,ut,it,甲,圖6,要 點 精 講,由圖6甲可以確定出以下信息： (1)可以讀出正弦交變電流的峰值Em。 (2)可根據線圈轉至中性面時電動勢為零的特點，確定線圈處于中性面的時刻，確定了該時刻，也就確定了磁通量最大的時刻和磁通量變化率最小的時刻，如tt2，tt4時刻。 (3)可根據線圈轉至與磁場平行時感應電動勢最大的特點，確定線圈與中性面垂直的位置，此位置也就是磁通量為零的時刻和磁通量變化率最大的時刻，如tt1，tt3時刻。 (4)可以確定某一時刻電動勢大小以及某一時刻電動勢的變化趨勢，如tt1，tt2時刻。,【例3】 矩形線圈在

8、勻強磁場中勻速轉動，所產生的交變電流的波形如圖7所示，可知(),圖7 A.在t1時刻穿過線圈的磁通量達到峰值 B.在t2時刻穿過線圈的磁通量達到峰值 C.在t3時刻穿過線圈的磁通量的變化率達到峰值 D.在t4時刻穿過線圈的磁通量的變化率達到峰值,答案 BC,1.矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，在線圈平面經過中性面瞬間() A.線圈平面與磁感線平行 B.穿過線圈的磁通量最大 C.線圈中的感應電動勢最大 D.線圈中感應電動勢的方向突變 解析在線圈平面垂直于磁感線時，各邊都不切割磁感線，線圈中沒有感應電流，這樣的位置叫做中性面。線圈平面經過中性面瞬間，穿過線圈的磁通量最大，線圈中的感應電動勢為零，此后

9、，感應電動勢方向(即感應電流方向)將與原方向相反。所以選項B、D正確，A、C錯誤。 答案BD,2.關于矩形線圈在勻強磁場中轉動時產生的正弦交變電流，正確的說法是() A.線圈每轉動一周，感應電流方向改變一次 B.線圈每轉動一周，感應電動勢方向改變一次 C.線圈每轉動一周，感應電流方向改變兩次，感應電動勢方向改變一次 D.線圈每轉動一周，感應電流方向和感應電動勢方向都改變兩次 解析感應電動勢和感應電流的方向，每經過中性面時改變一次，每個周期內方向改變兩次，故選項D正確。 答案D,3.交流發(fā)電機在工作時電動勢為eEmsin t，若將發(fā)電機的角速度提高一倍，同時將線框所圍面積減小一半，其他條件不變，

10、則其電動勢變?yōu)?),解析交變電流的瞬時值表達式eEmsin t，其中EmnBS，當加倍而S減半時，Em不變，故選項C正確。 答案C,4.一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸轉動，線圈中的感應電動勢e隨時間t的變化如圖8所示。下列說法正確的是(),圖8 A.t1時刻通過線圈的磁通量為零 B.t2時刻通過線圈的磁通量最大 C.t3時刻通過線圈的磁通量的變化率的絕對值最大 D.每當e轉換方向時，通過線圈的磁通量均最大,解析t1時刻e0，故線圈位于中性面，磁通量最大，選項A錯誤；t2時刻e最大，故線圈位于中性面之垂面，磁通量為0，選項B錯誤；t3時刻e0，故磁通量變化率為0，選項C錯誤；e轉換方向時，線圈位于中性面，故磁通量均最大，選項D正確。 答案 D,