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《2021_2022版高中物理第五章交变电流1交变电流课件新人教版选修3_2202103192141.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第五章 交变电流1交变电流一、交变电流【情境思考】图片为某用电器的铭牌,其中输入的AC是什么意思?提示:交流电必备知识·自主学习1.交变电流:大小和方向随时间___________的电流,简称交流(AC)。如图所示。其中甲图是正弦式交变电流。周期性变化2.直流:_____不随时间变化的电流,称为直流(DC)。如图所示。方向3.恒定电流:_____和_____不随时间变化的电流,如图所示。大小方向4.图象特点:(1)恒定电流的图象是一条_____________的直线。(2)交变电流的图象随_____做周期性
2、变化,如正弦交变电流的图象:与时间轴平行时间二、交变电流的产生【情境思考】线圈通过中性面时,磁通量、电流特点?提示:磁通量最大,电流为零。1.产生条件:在匀强磁场中,矩形线圈绕___________方向的轴匀速转动。2.过程分析(如图所示):3.中性面:线圈在磁场中转动的过程中,线圈平面与磁场_____时所在的平面。垂直于磁场垂直三、交变电流的变化关系【情境思考】如何理解线圈平面转到中性面时感应电动势为零,而线圈平面与中性面垂直时感应电动势最大呢?提示:根据法拉第电磁感应定律E=可知,感应电动势的大小不是与
3、磁通量Φ直接对应,而是与磁通量的变化率成正比。虽然线圈经过中性面时磁通量最大,但磁通量的变化率为零,所以感应电动势为零;虽然线圈平面与中性面垂直时磁通量为零,但磁通量的变化率最大,所以感应电动势最大。1.从两个特殊位置开始计时瞬时值的表达式: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,叫作峰值。峰值决定因素:关于它的数值的解释符合科学实际的有:_______。①由线圈匝数n、磁感应强度B、转动角速度ω和线圈面积S决定。②与线圈的形状无关。③与转轴的位置无关。①②③3.正弦式
4、交变电流的图象:4.几种不同类型的交变电流:【易错辨析】(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)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时产生的交流电是交变电流。()(4)交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关。()(5)交变电流的图象均为正弦函数图象或余弦函数图象。()××√××关键能力·合作学习知识点一交变电流的产生1.过程分析:(1)如图所示为线圈abcd在磁场中绕轴OO′转动时的截面图,ab和cd两个边切割磁感线,产生电动势,
5、线圈中就有了电流(或者说穿过线圈的磁通量发生变化而产生了感应电流)。(2)具体分析如图所示:甲位置:导体不切割磁感线,线圈中无电流;乙位置:导体垂直切割磁感线,线圈中有电流,且电流从a端流入;丙位置:与图甲位置相同;丁位置:电流从a端流出,这说明电流方向发生了改变;戊位置:与图甲位置相同。线圈这样转动下去,就在线圈中产生了交变电流。2.中性面、中性面的垂面位置的特性及转动过程中各量的变化:提醒:注意表格中的磁通量变化率与对应的电流关系是一致的3.正弦交变电流的产生条件:(1)匀强磁场。(2)线圈匀速转动。(
6、3)线圈的转轴垂直于磁场方向。【问题探究】按图连接电路,当开关闭合时,观察小灯泡的发光情况。电路中的电流方向从哪里流向哪里?电流方向是否随时间改变?电路中的电流大小是否随时间改变?提示:电路中的电流从电源的正极经小灯泡流向负极,电流的方向、大小不随时间改变。此电路的大致i-t图象:【典例示范】【典例】如图所示为线圈转动一周的四个特殊位置,试分析讨论:线圈逆时针匀速转动的过程中,哪些边在切割磁感线?感应电动势和感应电流是怎样的?【解题探究】(1)如何判断电路中是否有感应电流?提示:画出磁场中磁感线的分布情况和
7、AB边与CD边瞬时速度的方向,若速度与磁场方向平行,则未切割磁感线,无感应电动势和感应电流;若速度与磁场方向不平行,则切割磁感线,有感应电动势和感应电流。(2)如何判断感应电流的方向?提示:方向用右手定则判定。【解析】将立体图转化为平面图来分析,如图所示。甲图中线圈平面与磁场方向垂直,AB边和CD边均不切割磁感线,线圈中感应电动势和感应电流均为零。乙图中线圈AB边和CD边切割磁感线,线圈中产生感应电流,根据右手定则可知,感应电流是沿ADCB方向流动的。丙图中线圈AB边和CD边均不切割磁感线,感应电动势和感应
8、电流均为零。丁图中线圈AB边和CD边切割磁感线,线圈中产生感应电流,根据右手定则可知,感应电流是沿DCBA方向流动的。答案:见解析【规律方法】交变电流的变化特点(1)线圈转至与磁感线平行时,磁通量的变化率最大,感应电动势最大,故线圈每转一周,电动势最大值出现两次。(2)线圈每经过中性面一次,感应电流和感应电动势的方向都要改变一次。线圈转动一周,两次经过中性面,感应电动势和感应电流的方向都改变两次。【素养训练】1.
