2015-2016学年高中物理第五章交变电流1交变电流课件新人教版选修.ppt

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1、自主学习·基础知识合作探究·重难疑点解题技巧·素养培优交变电流[学习目标]1.知道交变电流、直流电的概念．2.掌握交变电流的产生和变化规律．(难点)3.知道交变电流的峰值、瞬时值的含义．1．交变电流：______和______都随时间做周期性变化的电流．2．直流：______不随时间变化的电流．大小方向方向3．交变电流的产生(1)产生方法闭合线圈在______磁场中绕____________的轴匀速转动．匀强垂直于磁场(2)过程分析，如图511所示．(3)中性面：线圈平面与磁场_____的位置．垂直线圈在中性面时，磁通量、感应电动势、感应电流具有怎样的特点

2、？【提示】线圈平面与磁场垂直的位置，即为中性面位置，在此位置磁通量最大，线圈的感应电动势和感应电流为零．1．线圈转一周有两次经过中性面，每转一周电流方向改变一次．()2．当线圈中的磁通量最大时，产生的电流也最大．()3．交流电源没有正负极之分．()√××1．瞬时值表达式：电动势：e＝__________，电压：u＝___________，电流i＝__________．2．峰值：表达式中的Em、Um、Im分别为电动势、电压和电流可能达到的最大值，叫做峰值．3．正弦式电流：按______规律变化的交变电流．EmsinωtUmsinωtImsinωt正弦交变电流

3、的大小是否一定变化？【提示】交变电流的大小不一定变化，如方形波电流，交变电流与直流电的最大区别是方向发生周期性的变化．1．交流电是指按正弦规律变化的电流．()2．线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时产生的交流电是正弦式交变电流．()3．交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关．()×√×预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3问题4学生分组探究一交变电流的产生过程第1步探究——分层设问，破解疑难1．正弦式交变电流有什么特点？试探究产生正弦式交变电流的条件？【提示】正弦式交变电流的大小随时间做正弦规律变化，线圈在匀强磁场中绕垂直于

4、磁场的轴匀速转动，线圈中就产生正弦式交变电流．2．试探究分析线圈位于中性面位置时，穿过线圈的磁通量、磁通量的变化率、感应电动势、感应电流各有什么特点？【提示】线圈位于中性面处时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势、感应电流均为零．3．试探究分析线圈位于垂直于中性面位置时，穿过线圈的磁通量、磁通量的变化率、感应电动势、感应电流各有什么特点？【提示】当线圈由中性面位置转过90°时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流最大．第2步结论——自我总结，素能培养中性面、中性面的垂直位置的特性比较中性面中性面的垂直位置图示位置

5、线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行磁通量最大零磁通量变化率零最大感应电动势零最大感应电流零最大电流方向改变不变第3步例证——典例印证，思维深化图512(2014·保定高二检测)如图512所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，A．线圈中的感应电流一直在减小B．线圈中的感应电流先增大后减小C．穿过线圈的磁通量一直在减小D．穿过线圈的磁通量的变化率先减小后增大【答案】B中性面是分析交变电流产生过程中各物理量变化情况的关键位置，线圈处于中性面时磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电动势

6、最小；线圈处于垂直于中性面位置时磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大．第4步巧练——精选习题，落实强化1．(2014·兰州一中高二检测)如图513所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是()图513A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置ab边的感应电流方向为a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零【解析】线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次．线圈处于图

7、示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为a→b；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈处于竖直位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大．【答案】C2．(多选)如图514所示，一面积为S的单匝矩形线圈处于有界磁场中，能在线圈中产生交变电流的是()514A．将线圈水平向右匀速拉出磁场B．使线圈以OO′为轴匀速转动C．使线圈以ab为轴匀速转动D．磁场以B＝B0sinωt规律变化【解析】将线圈向右匀速拉出磁场的过程中磁通量匀速减小，因此产生的感应电流大小不变，A错误．线圈绕垂直于磁感线方

8、向的轴转动时磁通量发生周期性变化，因此产生交变电流，B、C正确．如