教科版物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交流电 1.交变电流.pptVIP

;;;内容索引;自主预习·新知导学;一、认识交变电流

1.恒定电流

大小和方向都不随时间变化的电流,称为恒定电流。

2.交变电流

大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫作交变电流,简称交流电。

3.正弦交流电

电流的大小和方向都随时间按正弦函数规律变化的交变电流称为正弦交变电流,简称正弦交流电。;二、正弦交流电的产生和变化规律

1.正弦交流电的产生

闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生的感应电流是正弦交流电。

2.中性面——线圈所在的平面与磁场垂直时的位置。

(1)线圈处于中性面位置时,穿过线圈的Φ最大,线圈中的电流为零。

(2)线圈每次经过中性面时,线圈中感应电流方向都要改变。线圈转动一周,感应电流方向改变两次。

3.正弦交流电的变化规律

(1)当从中性面开始计时:e=Emsinωt,i=Imsinωt,u=Umsinωt。?

(2)正弦交流电的最大值:Em=NBSω。;三、发电机与电动机中的能量转化

1.发电机是把机械能转化为电能的装置。

2.电动机能够有效地将电能转化成机械能。;【思考讨论】

1.判断下列说法的正误。

(1)交流电是指按正弦规律变化的电流。()

(2)当线圈中的磁通量最大时,产生的电流也最大。()

(3)闭合线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动时产生的交流电是正弦交流电。()

(4)交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关。();2.线圈在中性面时,磁通量、感应电动势、感应电流具有怎样的特点?;合作探究·释疑解惑;;【归纳提升】;【典型例题】;科学思维

交变电流和恒定电流的区分方法

交变电流方向会发生改变,而恒定电流的大小和方向均不变。;【变式训练1】如图所示的各图线中不表示交变电流的是();【问题引领】;【归纳提升】;(a);2.两个特殊位置(时刻)的对比;【典型例题】;科学思维

线圈在匀强磁场中转动问题的分析方法

(1)知道线圈处于两个特殊位置的特点。即Φ、、e、i的大小及i的方向特点。

(2)分析线圈在不同时刻的位置及穿过它的磁通量、磁通量的变化率情况,利用楞次定律或右手定则判断感应电流的方向。;【变式训练2】(多选)要使处于磁场中的闭合线圈产生正弦交变电流,则需同时满???()

A.线圈处于匀强磁场中

B.线圈的轴与匀强磁场的磁感线平行

C.线圈的轴与匀强磁场的磁感线垂直

D.线圈绕轴匀速转动;【问题引领】;【归纳提升】;【典型例题】;解析:(1)交变电流电动势的最大值为

Em=NBSω=10×0.5×0.22×10πV≈6.28V

电流的最大值为Im==6.28A。

(2)从中性面位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt=6.28sin10πtV。

(3)线圈从中性面位置开始转过30°,感应电动势的瞬时值e=Emsin30°=3.14V。;科学思维

求正弦交变电流瞬时值的方法

(1)确定线圈转动的角速度。

(2)确定感应电动势的峰值Em=NBSω。

(3)确定线圈转动从哪个位置开始计时,一般题目中是从中性面位置或与中性面垂直的位置开始计时。

(4)写出瞬时值表达式e=Emsinωt或e=Emcosωt。;【变式训练3】矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,产生的感应电动势的最大值为Em,转动的角速度为ω。设t=0时线圈平面与磁场平行,当线圈的匝数增加一倍,角速度也增大一倍,其他条件不变时,交变电流的感应电动势瞬时值表达式为()

A.e=2Emsin2ωt B.e=4Emsin2ωt

C.e=Emcos2ωt D.e=4Emcos2ωt;【问题引领】;【归纳提升】;2.由图像可以确定的信息

(1)可以读出正弦交流电的最大值Em。

(2)可根据线圈转至中性面时电动势为零的特点,确定线圈处于中性面的时刻,确定了该时刻,也就确定了磁通量最大的时刻和磁通量变化率最小的时刻,如图中t=0,t=t2时刻。

(3)可根据线圈转至与磁场平行时感应电动势最大的特点,确定线圈与中性面垂直的位置,此位置也就是磁通量为零的时刻和磁通量变化率最大的时刻,如图中t=t1,t=t3时刻。

(4)可以确定某一时刻电动势大小以及某一时刻电动势的变化趋势,如图中t=t1,t=t2时刻。;3.从线圈经过不同位置开始计时图像比较;【典型例题】;解析:线圈在磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,可以产生按正弦规律变化的交流电。对于题图所示起始时刻,线圈的cd边离开纸面向外运动,速度方向和磁场方向垂直,产生的感应电流的瞬时值最大;用右手定则判断出电流方向为逆时针方向,与规定的正方向相同,所以C正确。;科学