3.1交变电流 课件—2020-2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（19张PPT）
文档属性
| 名称 | 3.1交变电流 课件—2020-2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（19张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-08-12 10:20:17 | ||
图片预览
文档简介
交变电流
情境导入
美丽的城市夜景
这些连接着发电厂的输电线，将电能输送到乡村、工厂，输送到千家万户。
情境导入
家庭用电
家庭用电并非恒定电流
交变电流：
大小和方向都随时间做周期性的变化.简称交流（AC）.
直流电:
方向不随时间变化的电流（DC）
恒定电流：大小和方向不随时间变化的电流
各种电池供给的电流就是直流电
交流电与直流电
家庭电路中的正弦交变电流
示波器中的锯齿波扫描电压
电子计算机中的矩形脉冲
激光通信中的尖脉冲
交流电与直流电
观察下列几个电流与时间的图象,判断哪些是交变电流?
（1）（2）（5）
反馈训练
交变电流的产生
情境导入
手摇发电机
正弦式交流电
正弦式交流电
正弦式交流电
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？
线圈转到甲、丙、戊位置时线圈中没有电流；
转到乙、丁位置时线圈中电流最大！
Φ 最大值→ e = 0 → 磁通量变化率 ?????????? = 0
?
↓
电流方向变化 → 中性面 →1周期T电流方向变化2次
?
Φ = 0 → e 最大值→ 磁通量变化率 ?????????? 最大
?
本课小结
交变电流的变化规律
如图所示，线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动，角速度为ω.经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt.设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈面积S＝L1L2，磁感应强度为B，则：
(1)ab边产生的感应电动势为多大？
＝BL1vsin ωt
＝BL1 ????2????2?sin ωt
＝12BL1L2ωsin ωt
＝12BSωsin ωt.
?
问题思考
eab
(2)整个线圈中的感应电动势为多大？
感应电动势由ab和cd两边产生的感应电动势组成，
且eab＝ecd，
所以e总＝eab＋ecd＝BSωsin ωt.
(3)若线圈有n匝，则整个线圈的感应电动势为多大？
若线圈有n匝，则相当于n个完全相同的电源串联，
所以e＝nBSω sin ωt.
(4)若线圈有n匝，则整个线圈的感应电动势为峰值为多大？
Em＝nBSω
问题思考
一矩形线圈有100匝，面积为50 cm2，线圈内阻r＝2 Ω，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场平行时开始计时，已知磁感应强度B＝0.5 T，线圈的转速n＝1200 r/min，外接一纯电阻用电器，电阻为R＝18 Ω，试写出R两端电压的瞬时值表达式.
n＝1200 r/min＝20 r/s，角速度ω＝2πn＝40π rad/s，
线圈产生的感应电动势的最大值Em＝NBSω＝100×0.5×50×10－4×40πV＝10πV，
线圈中感应电动势e＝Emcos ωt＝10πcos (40πt) V，
故R两端电压的瞬时值表达式u＝Ri＝9πcos (40πt) V.
反馈训练
由闭合电路欧姆定律i＝????????+????
?
1.峰值表达式Em＝nBSω
线圈面积S与线圈的形状无关，与转轴的位置无关.
本课小结
2.正弦交变电流的瞬时值表达式
(1)从中性面位置开始计时
e＝Emsin ωt，i＝Imsin ωt，u＝Umsin ωt
(2)从与中性面垂直的位置开始计时
e＝Emcos ωt，i＝Imcos ωt，u＝Umcos ωt.
情境导入
美丽的城市夜景
这些连接着发电厂的输电线，将电能输送到乡村、工厂，输送到千家万户。
情境导入
家庭用电
家庭用电并非恒定电流
交变电流：
大小和方向都随时间做周期性的变化.简称交流（AC）.
直流电:
方向不随时间变化的电流（DC）
恒定电流：大小和方向不随时间变化的电流
各种电池供给的电流就是直流电
交流电与直流电
家庭电路中的正弦交变电流
示波器中的锯齿波扫描电压
电子计算机中的矩形脉冲
激光通信中的尖脉冲
交流电与直流电
观察下列几个电流与时间的图象,判断哪些是交变电流?
（1）（2）（5）
反馈训练
交变电流的产生
情境导入
手摇发电机
正弦式交流电
正弦式交流电
正弦式交流电
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？
线圈转到甲、丙、戊位置时线圈中没有电流；
转到乙、丁位置时线圈中电流最大！
Φ 最大值→ e = 0 → 磁通量变化率 ?????????? = 0
?
↓
电流方向变化 → 中性面 →1周期T电流方向变化2次
?
Φ = 0 → e 最大值→ 磁通量变化率 ?????????? 最大
?
本课小结
交变电流的变化规律
如图所示，线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动，角速度为ω.经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt.设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈面积S＝L1L2，磁感应强度为B，则：
(1)ab边产生的感应电动势为多大？
＝BL1vsin ωt
＝BL1 ????2????2?sin ωt
＝12BL1L2ωsin ωt
＝12BSωsin ωt.
?
问题思考
eab
(2)整个线圈中的感应电动势为多大？
感应电动势由ab和cd两边产生的感应电动势组成，
且eab＝ecd，
所以e总＝eab＋ecd＝BSωsin ωt.
(3)若线圈有n匝，则整个线圈的感应电动势为多大？
若线圈有n匝，则相当于n个完全相同的电源串联，
所以e＝nBSω sin ωt.
(4)若线圈有n匝，则整个线圈的感应电动势为峰值为多大？
Em＝nBSω
问题思考
一矩形线圈有100匝，面积为50 cm2，线圈内阻r＝2 Ω，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场平行时开始计时，已知磁感应强度B＝0.5 T，线圈的转速n＝1200 r/min，外接一纯电阻用电器，电阻为R＝18 Ω，试写出R两端电压的瞬时值表达式.
n＝1200 r/min＝20 r/s，角速度ω＝2πn＝40π rad/s，
线圈产生的感应电动势的最大值Em＝NBSω＝100×0.5×50×10－4×40πV＝10πV，
线圈中感应电动势e＝Emcos ωt＝10πcos (40πt) V，
故R两端电压的瞬时值表达式u＝Ri＝9πcos (40πt) V.
反馈训练
由闭合电路欧姆定律i＝????????+????
?
1.峰值表达式Em＝nBSω
线圈面积S与线圈的形状无关，与转轴的位置无关.
本课小结
2.正弦交变电流的瞬时值表达式
(1)从中性面位置开始计时
e＝Emsin ωt，i＝Imsin ωt，u＝Umsin ωt
(2)从与中性面垂直的位置开始计时
e＝Emcos ωt，i＝Imcos ωt，u＝Umcos ωt.