高中物理选修3-2 第五章 交变电流第一节课件资料

(共21张PPT)
1、知道交变电流定义（AC）：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。方向不随时间变化的电流为直流电（DC）。辨析电流图。
3、推导和理解交变电流的变化规律：（重难点）
（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。 φ 最大，△φ/△t =0最小，感应电动势最小E=0
（2）大小变化规律----按正弦规律变化：（能画出瞬时线速度分解图） e=Emsinωt Em=NBSω叫电动势的最大值（峰值）
i=Imsinωt Im=Em/R+r 叫电流的最大值（峰值）
u=Umsinωt Um=ImR叫电压的最大值（峰值）
教学目标
2、理解交变电流产生的过程：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动。匀速转动时产生正弦式交变电流。能画出四幅过程图。（重点）
电流通过R时：
演示:观察直流电和交变电流的波形图
1、直流电流(DC)
2、交变电流(AC)
一、交变电流的概念
方向不随时间变化的电流称为直流电。电池供给的电流,大小和方向都不随时间变化,所以属于直流.
家庭电路中的电流,大小和方向都随时间做周期性变化,这样的电流叫做交变电流。
教学录像:用示波器观察交流电通过二极管前后的波形
二、交变电流的产生
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动
动画模拟
:交流发电机的原理
交变电流产生示意图：
假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图甲至乙。考虑下面几个问题。
1、图中，在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？
2、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？
3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中电流最大
4、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经过负载流向F的电流记为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达
甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。
B⊥S
Φ最大
E=0
I=0
中性面
垂直磁场方向的平面叫做中性面。
线圈经过中性面时，Φ最大，但线圈中的电动势为零
(V // B)
A(B)
D(C)
过程分析
将立体图转化为平面图
B∥S
Φ=0
E最大
I最大
感应电流方向B到A
线圈与磁场平行时，Φ最小，但线圈中的电动势最大
(V⊥B)
A(B)
D(C)
D(C)
A(B)
B
B⊥S
Φ最大
E=0
I=0
中性面
B∥S
Φ=0
E、I最大
感应电流方向C到D
V // B
V⊥B
D(C)
A(B)
B
线圈平面与磁感线垂直的位置
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零
（3）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次
（2）线圈经过垂直中性面时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的电动势为最大。
中性面
则有
e为电动势在时刻t的瞬时值，Em为电动势的最大值（峰值）．
三、交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感线）
（1）电动势按正弦规律变化
（2）电流按正弦规律变化
（3）电路上的电压按正弦规律变化
电流　　　　　　　通过R时：
三、交变电流的变化规律
成立条件：
转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时
e
o
Em
T/4
2T/4
3T/4
T
π/2
π
3π/2
2π
ωt
t
a
b
c
d
K
L
A
B
a
b
c
d
K
L
A
B
a
b
c
d
k
L
A
B
a
b
c
d
k
L
A
B
a
b
c
d
k
L
A
B
四、交流电的图像
e
t
0
Em
-Em
i
t
0
Im
-Im
四、交流电的图像
(1)正弦交流电
(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
五、交变电流的种类
教学录像：用示波器观察几种交变电流的波形图
教学录像:交流发电机结构
科学漫步 交流发电机