《高中物理 3.2 交变电流是怎样产生的精品课件 鲁科版选修3-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 3.2 交变电流是怎样产生的精品课件 鲁科版选修3-2（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2节交变电流是怎样产生的,课标定位,学习目标：1.理解交变电流的产生原理，掌握中性面的特点 2掌握交变电流的变化规律，熟悉正弦交变电流的瞬时值表达式和图象 3学会灵活运用正弦交变电流的图象和三角函数表达式解决问题 重点难点：1.交变电流的原理及其规律 2交变电流图象的分析及应用,核心要点突破,课堂互动讲练,知能优化训练,第2节,课前自主学案,课前自主学案,一、交流发电机 1原理：由法拉第_可知，只要通过闭合导体的_发生变化，就可以产生感应电动势和_ 2构造：发电机主要由_ (电枢)和_两部分组成 3种类,电磁感应定律,磁通量,线圈,感应电流,磁极,磁极,电枢,电枢,磁极,二、交变电流的产生原
2、理 1产生方法：闭合线圈在匀强磁场中绕_于磁场的轴匀速_ 2过程分析 图321 3中性面：线圈平面与磁场_的位置,垂直,转动,垂直,思考感悟 线圈转一周有几次经过中性面？电流方向改变几次？ 提示：线圈每转一周，两次经过中性面位置，每经过中性面位置时，电流方向改变，所以线圈每转一周，电流方向改变两次,三、交变电流的变化规律 1正弦式交变电流：按_规律变化的交变电流 2函数和图象,正弦,注：表达式中Em、Um、Im分别是电动势、电压和电流的最大值，而e、u、i则是这几个量的瞬时值,核心要点突破,一、交变电流的产生原理 1典型模型：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流实
3、验装置如图322所示 图322,2过程分析：如图323所示，图甲中，导体不切割磁感线，线圈中无感应电流；图乙中，导体AB、CD垂直切割磁感线，线圈中感应电流最大，且电流方向为BADCB；图丙中，导体又不切割磁感线，线圈中无感应电流；图丁中，导体AB，CD又垂直切割磁感线，线圈中感应电流最大，且电流方向为ABCDA；由丁图再转动又回到甲图，如此循环周而复始,图323,S表示线圈的面积，SL1L2.上式可以写成：eEmsin t.其中Em是感应电动势的最大值，也叫峰值 感应电动势按正弦规律变化，因此这种交变电流叫做正弦交流电若从最大值位置计时，可以推导出感应电动势的余弦表达式,图324,即时应用(
4、即时突破，小试牛刀) 1(2011年温州高二检测)一个矩形线圈abcd，已知ab为L1，ad为L2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度(从图325中位置开始)匀速转动，则线圈中感应电动势的大小为(),图325,二、交变电流的“四值”的比较,特别提醒：产生正弦交流电的条件：匀强磁场、转轴与磁场垂直、线圈匀速转动与转轴位置和线圈形状无关因此，在图326中，只要线圈的匝数n、磁感应强度B、转动角速度和线圈面积S一定，产生的感应电动势的最大值Em也就确定了(EmnBS),图326,即时应用(即时突破，小试牛刀) 2如图327所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为N的矩形线圈，其面积为
5、S，电阻为r，线圈两端外接一电阻为R的用电器和一个交流电压表若线圈绕对称轴OO以角速度做匀速转动，则线圈从图示位置转过90的过程中，下列说法正确的是() 图327,三、正弦交变电流的图象及特殊位置的特点 1用图象描述交变电流的变化规律(在中性面时t0),2图象中可以解读的信息 (1)交变电流的最大值Im、Em、周期T. (2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻 (3)找出线圈平行于磁感线的时刻 (4)判断线圈中磁通量的变化情况 (5)分析判断i、e随时间的变化规律,3特殊位置(时刻)物理量的特点,即时应用(即时突破，小试牛刀) 3一只矩形线圈
6、在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图328所示，则下列说法中，不正确的是() 图328,At0时刻，线圈平面位于中性面 Bt0.01 s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大 Ct0.02 s时刻，线圈中有最大感应电动势 Dt0.03 s时刻，线圈中有最大感应电流,解析：选A.在产生正弦交流电的过程中，穿过线圈的磁通量最大时(即在中性面时)，感应电动势最小，为零；反之，当穿过线圈的磁通量最小时，产生的感应电动势和感应电流却最大由图可知，t0时，0，线圈平面与中性面垂直；t0.01 s时，0，感应电动势最大，即穿过线圈平面的磁通量变化率最大；t0.02 s
7、时，0，感应电动势最大；t0.03 s与t0.01 s时的感应电流相等，都为最大值,课堂互动讲练,在交变电流的产生实验中，关于中性面，下列说法不正确的是() A此时线圈各边都不切割磁感线，感应电流等于零 B磁感线垂直于该时刻的线圈平面，所以磁通量最大，磁通量的变化率最大 C线圈平面每次经过中性面时，感应电流的方向一定会发生改变 D线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流均最大，电流方向不变,【答案】B,图329,【答案】(1)e50sin10t V(2)43.3 V 【方法总结】交变电流瞬时表达式问题的破解程序：观察线圈的转动轴是否与磁感线垂直；从中性面开始计时，电动势是按正弦规律变化；从线圈转到与磁感线平行时开始计时，电动势是按余弦规律变化；计算电动势最大值和角速度，写出电动势的瞬时表达式,(2010年高考广东理综卷改编)如图3210是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的(),图3210,A周期是0.01 s B最大值是311 V C有效值是311 V D表达式为u220sin100t(V),【答案】B,变式训练一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图3211所示，则() 图3211,
