人教版物理选择性必修第二册课件 3.1 交变电流(共27张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版物理选择性必修第二册课件 3.1 交变电流(共27张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 14.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-05-22 12:21:30 | ||
图片预览
文档简介
(共27张PPT)
第三章 交变电流
1．交变电流
课程标准 教学目标
1．通过实验，认识交变电流，了解交变电流的产生过程，理解交变电流和直流的概念。 2．能用公式和图像描述正弦交变电流。 3．知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的瞬时值、峰值的物理含义。 4．了解交流发电机的工作原理。 1．物理观念：能区分交流和直流；知道峰值、瞬时值等物理量的意义。
2．科学思维：经历建立正弦式交变电流模型的过程，用右手定则和法拉第电磁感应定律推理得出正弦式交变电流方向和大小的规律。
3．科学态度与责任：知道交变电流在工农业生产中的应用，体会物理学科在社会生产生活方面的作用和意义。
1．交变电流
大小和方向都随时间做____________的电流。
注：大小不变方向改变的电流也是交变电流。
2．直流电
______不随时间变化的电流。
知识点 1
交变电流
周期性变化
方向
3．图像特点
(1)恒定电流的图像是一条与时间轴____________。
(2)交变电流的图像有时会在时间轴的上方，有时会在时间轴的下方，即随______做周期性变化。
平行的直线
时间
1．产生方法
闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴______转动。
2．产生过程(示意图)。
(在下面横线上填“ABCD”
或“DCBA”)
知识点 2
交变电流的产生
匀速
ABCD
DCBA
ABCD
DCBA
注：在甲、丙位置时线圈中没有电流，在乙、丁位置时线圈中电流最大。
3．中性面
线圈平面与磁场______的位置。
垂直
1．正弦式交变电流
(1)定义：按__________变化的交变电流，简称正弦式电流。
(2)函数表达式和图像：
知识点 3
交变电流的变化规律
正弦规律
Emsin ωt
Umsin ωt
Imsin ωt
2．常见的几种不同类型的交变电流
1．构造
由产生感应电动势的______(通常叫作电枢)和产生磁场的______组成。
2．工作原理
发电机的形式有很多，但其工作原理都基于______________。
知识点 4
交流发电机
线圈
磁体
电磁感应现象
思考辨析
『判一判』
(1)如果电流的大小做周期性变化，则一定是交变电流。 ( )
(2)直流电的大小可以变化，但方向一定不变。 ( )
(3)交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的。 ( )
(4)当穿过线圈的磁通量为0时，线圈中的感应电动势也为0。 ( )
(5)每当线圈经过中性面时，感应电动势或感应电流的方向就改变一次。 ( )
(6)当线圈位于中性面位置时，线圈中的感应电动势最大。 ( )
×
√
×
×
√
×
探究?
线圈在匀强磁场中匀速转动，当处于如图所示位置时，请观察并思考：
切割磁感线的两条边的速度方向与磁场方向是什么
关系？此时感应电动势为多少？
交变电流的产生过程
情景导入
提示：(1)图示位置左右两条边的速度方向与磁场方向平行，不切割磁感线，不产生感应电动势。
(2)从磁通量变化的角度分析，图示位置磁通量最大，但变化率为0，所以感应电动势为0。
1．产生
在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流，实验装置如图所示。
要点提炼
2．过程分析
如图所示。
图A
(1)如图A所示：
线圈由甲位置转到乙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。
线圈由乙位置转到丙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。
线圈由丙位置转到丁位置过程中，电流方向为b→a→d→c。
线圈由丁位置转到戊位置过程中，电流方向为b→a→d→c。
图B
(2)如图B所示：在乙位置和丁位置时，线圈垂直切割磁感线，产生的电动势和电流最大；在甲位置和丙位置时，线圈不切割磁感线，产生的电动势和电流均为零。
3．两个特殊位置物理量的特点
名称 中性面 中性面的垂面
位置 线圈平面与 磁场垂直 线面平面
与磁场平行
磁通量 最大 零
磁通量的变化率 零 最大
感应电动势 零 最大
线圈边框切割磁 感线的有效速度 零 最大
感应电流 零 最大
电流方向 改变 不变
(1)线圈每一次经过中性面，线圈中感应电流就要改变方向。
(2)线圈转一周，感应电流方向改变两次。
特别提醒
探究?
如图是在示波器中观察到的家庭电路中正弦交变电流图像，
交变电流的变化规律
情景导入
(1)只有图像为正弦曲线的才叫正弦式交变电流吗？
(2)若用公式表示此图像，其表达形式是怎样的？
提示：(1)不是，图像的形状与计时开始的时刻有关。
(2)e＝Em sin ωt。
1．交变电流的瞬时值表达式推导
要点提炼
(1)从不同的位置开始计时，得到的交变电流的表达式不同。
(2)感应电动势的峰值与线圈的形状和转轴的位置没有关系。如图所示，三个不同形状的线圈产生的交变电流的感应电动势的峰值相同。
特别提醒
课堂总结
正弦式交变电流的图像及应用
1．图像意义
反映了交变电流的电流(电压)随时间变化的规律，如图所示。
2．从图像中可以解读到以下信息
(1)交变电流的最大值Im、Em。
(2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻。
(3)可找出线圈平行磁感线的时刻。
(4)判断线圈中磁通量的变化情况。
(5)分析判断i、e随时间的变化规律。
3．解决图像问题的基本方法：
一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”。
二变：掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通能力。
三判断：结合图像和公式进行正确分析和判断。
感谢大家！
第三章 交变电流
1．交变电流
课程标准 教学目标
1．通过实验，认识交变电流，了解交变电流的产生过程，理解交变电流和直流的概念。 2．能用公式和图像描述正弦交变电流。 3．知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的瞬时值、峰值的物理含义。 4．了解交流发电机的工作原理。 1．物理观念：能区分交流和直流；知道峰值、瞬时值等物理量的意义。
2．科学思维：经历建立正弦式交变电流模型的过程，用右手定则和法拉第电磁感应定律推理得出正弦式交变电流方向和大小的规律。
3．科学态度与责任：知道交变电流在工农业生产中的应用，体会物理学科在社会生产生活方面的作用和意义。
1．交变电流
大小和方向都随时间做____________的电流。
注：大小不变方向改变的电流也是交变电流。
2．直流电
______不随时间变化的电流。
知识点 1
交变电流
周期性变化
方向
3．图像特点
(1)恒定电流的图像是一条与时间轴____________。
(2)交变电流的图像有时会在时间轴的上方，有时会在时间轴的下方，即随______做周期性变化。
平行的直线
时间
1．产生方法
闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴______转动。
2．产生过程(示意图)。
(在下面横线上填“ABCD”
或“DCBA”)
知识点 2
交变电流的产生
匀速
ABCD
DCBA
ABCD
DCBA
注：在甲、丙位置时线圈中没有电流，在乙、丁位置时线圈中电流最大。
3．中性面
线圈平面与磁场______的位置。
垂直
1．正弦式交变电流
(1)定义：按__________变化的交变电流，简称正弦式电流。
(2)函数表达式和图像：
知识点 3
交变电流的变化规律
正弦规律
Emsin ωt
Umsin ωt
Imsin ωt
2．常见的几种不同类型的交变电流
1．构造
由产生感应电动势的______(通常叫作电枢)和产生磁场的______组成。
2．工作原理
发电机的形式有很多，但其工作原理都基于______________。
知识点 4
交流发电机
线圈
磁体
电磁感应现象
思考辨析
『判一判』
(1)如果电流的大小做周期性变化，则一定是交变电流。 ( )
(2)直流电的大小可以变化，但方向一定不变。 ( )
(3)交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的。 ( )
(4)当穿过线圈的磁通量为0时，线圈中的感应电动势也为0。 ( )
(5)每当线圈经过中性面时，感应电动势或感应电流的方向就改变一次。 ( )
(6)当线圈位于中性面位置时，线圈中的感应电动势最大。 ( )
×
√
×
×
√
×
探究?
线圈在匀强磁场中匀速转动，当处于如图所示位置时，请观察并思考：
切割磁感线的两条边的速度方向与磁场方向是什么
关系？此时感应电动势为多少？
交变电流的产生过程
情景导入
提示：(1)图示位置左右两条边的速度方向与磁场方向平行，不切割磁感线，不产生感应电动势。
(2)从磁通量变化的角度分析，图示位置磁通量最大，但变化率为0，所以感应电动势为0。
1．产生
在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流，实验装置如图所示。
要点提炼
2．过程分析
如图所示。
图A
(1)如图A所示：
线圈由甲位置转到乙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。
线圈由乙位置转到丙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。
线圈由丙位置转到丁位置过程中，电流方向为b→a→d→c。
线圈由丁位置转到戊位置过程中，电流方向为b→a→d→c。
图B
(2)如图B所示：在乙位置和丁位置时，线圈垂直切割磁感线，产生的电动势和电流最大；在甲位置和丙位置时，线圈不切割磁感线，产生的电动势和电流均为零。
3．两个特殊位置物理量的特点
名称 中性面 中性面的垂面
位置 线圈平面与 磁场垂直 线面平面
与磁场平行
磁通量 最大 零
磁通量的变化率 零 最大
感应电动势 零 最大
线圈边框切割磁 感线的有效速度 零 最大
感应电流 零 最大
电流方向 改变 不变
(1)线圈每一次经过中性面，线圈中感应电流就要改变方向。
(2)线圈转一周，感应电流方向改变两次。
特别提醒
探究?
如图是在示波器中观察到的家庭电路中正弦交变电流图像，
交变电流的变化规律
情景导入
(1)只有图像为正弦曲线的才叫正弦式交变电流吗？
(2)若用公式表示此图像，其表达形式是怎样的？
提示：(1)不是，图像的形状与计时开始的时刻有关。
(2)e＝Em sin ωt。
1．交变电流的瞬时值表达式推导
要点提炼
(1)从不同的位置开始计时，得到的交变电流的表达式不同。
(2)感应电动势的峰值与线圈的形状和转轴的位置没有关系。如图所示，三个不同形状的线圈产生的交变电流的感应电动势的峰值相同。
特别提醒
课堂总结
正弦式交变电流的图像及应用
1．图像意义
反映了交变电流的电流(电压)随时间变化的规律，如图所示。
2．从图像中可以解读到以下信息
(1)交变电流的最大值Im、Em。
(2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻。
(3)可找出线圈平行磁感线的时刻。
(4)判断线圈中磁通量的变化情况。
(5)分析判断i、e随时间的变化规律。
3．解决图像问题的基本方法：
一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”。
二变：掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通能力。
三判断：结合图像和公式进行正确分析和判断。
感谢大家！