《辽宁省大连市高中物理 第5章 交变电流 5.1 交变电流课件 新人教版选修32》由会员分享，可在线阅读，更多相关《辽宁省大连市高中物理 第5章 交变电流 5.1 交变电流课件 新人教版选修32（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 公里旁，旷野上，坚公里旁，旷野上，坚实的钢架托着、吊着粗大实的钢架托着、吊着粗大的金属线，仿佛由天际而的金属线，仿佛由天际而来，向天际而去来，向天际而去导导 入入 新新 课课 这些由发电厂、变电站而来的输电线，将这些由发电厂、变电站而来的输电线，将电能输送到乡村、工厂，输送到千家万户。电，电能输送到乡村、工厂，输送到千家万户。电，每时每刻都在为人类做着巨大贡献。每时每刻都在为人类做着巨大贡献。 来自发电厂的电有什么特征来自发电厂的电有什么特征？我们怎样才我们怎样才能更好的利用它能更好的利用它？这节课我们就来学习与此相这节课我们就来学习与此相关的内容。关的内容。（1）知识与技能）知识与技能掌握
2、交变电流的产生即变化规律。掌握交变电流的产生即变化规律。会用公式和图像表示交变电流。会用公式和图像表示交变电流。 掌握正弦交变电流的变化图像掌握正弦交变电流的变化图像教教 学学 目目 标标（2）过程与方法）过程与方法通过实验了解交流发电机的构造，掌握正弦通过实验了解交流发电机的构造，掌握正弦交变电流的产生原理交变电流的产生原理通过体验培养学生观察实验能力和思维能力。通过体验培养学生观察实验能力和思维能力。（3）情感态度与价值观）情感态度与价值观 通过学习体验探究现象与生活中物理知通过学习体验探究现象与生活中物理知识的乐趣。识的乐趣。 教教 学学 重重 、难、难 点点 教学重点教学重点正弦交流电
3、产生的原因及其变化规律正弦交流电产生的原因及其变化规律交变电流的产生原理交变电流的产生原理教学难点教学难点交变电流的产生原理交变电流的产生原理本本 节节 导导 航航 1.交变电流交变电流2.交变电流的产生交变电流的产生3.交变电流的变化规律交变电流的变化规律1.交变电流交变电流转子转子电刷电刷电刷电刷定子定子【演示演示1】观察小灯泡的观察小灯泡的发光发光情况情况“亮亮”、“闪闪”亮亮:说明有电流通过灯泡说明有电流通过灯泡闪闪:通过灯泡电流大小是变化通过灯泡电流大小是变化 线框中产生的感应电流强度大小是变化的线框中产生的感应电流强度大小是变化的【演示演示2】观察二极管的观察二极管的发光发光情况情
4、况交替发光交替发光 通过二极管的电流通过二极管的电流方向方向是周是周期性变化的期性变化的线框中产生的感应电流方向是变化的线框中产生的感应电流方向是变化的G G电流的分类电流的分类恒定电流恒定电流:大小和方向都不随时间变化的电流大小和方向都不随时间变化的电流直流电直流电(DC)：方向不随时间变化的电流方向不随时间变化的电流 交变电流交变电流:大小大小和和方向方向都随时间做周期性都随时间做周期性的变化。简称的变化。简称交流交流（AC）交变电流在生产生活中有广泛应用交变电流在生产生活中有广泛应用i it t0 0(2)i it t0 0(1)i it t0 0(3)i i0 0t t(4)i i0
5、0t t(5)（1）（）（2）（）（5） 观察下列几个电流与时间的图象观察下列几个电流与时间的图象, ,判判断哪些是交变电流？断哪些是交变电流？2.交变电流交变电流的产生的产生交变电流交变电流(交流电交流电)的产生的产生线圈在磁场中运动产生交变电流线圈在磁场中运动产生交变电流 为了能更方便地说明问题，我们将立体为了能更方便地说明问题，我们将立体图转化为平面图来分析图转化为平面图来分析. .甲乙丁丙戊(甲甲) 没有边切割磁感应线没有边切割磁感应线 中性面：中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面。中性面。 BS， 最大，最大， E=0 , I=0 (乙乙) a（
6、b）、）、d（c）边垂直切割磁感线边垂直切割磁感线BS，=0，E最大，最大，I最大最大 感应电流方向感应电流方向b到到a(丙丙)BS， 最大，最大， E=0 , I=0 又见中性面又见中性面 BS，=0，E最大，最大，I最大，最大， 感应电流方向感应电流方向a到到b丁丁 BS，=0，E最大，最大，I最大，最大， 感应电流方向感应电流方向a到到b戊戊那么整个连续的过程是怎么样的呢？那么整个连续的过程是怎么样的呢？0最大最大0反向最大反向最大0 假定从假定从E经过负载流向经过负载流向F的电流为正，反的电流为正，反之为负，在坐标上标出线圈达到甲、乙、丙、之为负，在坐标上标出线圈达到甲、乙、丙、丁四个
7、位置对应的时刻和电流。丁四个位置对应的时刻和电流。交流电的图像交流电的图像 真的是这样吗？真的是这样吗？ 中性面在垂直于磁场位置。中性面在垂直于磁场位置。 线圈通过中性面时，穿过线圈的线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量磁通量最大最大。 线圈平面通过中性面时线圈平面通过中性面时感应电动势为零感应电动势为零。 线圈平面每转过中性面时，线圈中感应线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故性面，故一周里线圈中电流方向改变两次。一周里线圈中电流方向改变两次。注意注意3.交变电流的交变电流的变化规律变化规律 以线圈经过以线圈经
8、过中性面开始中性面开始计时，在时刻计时，在时刻 t t 线圈中的感应电动势（线圈中的感应电动势（abab和和cdcd边切割磁边切割磁感线感线 ）令令则有则有 e 为电动势在时刻为电动势在时刻t的瞬时值的瞬时值Em为电动势的最大值（峰值）为电动势的最大值（峰值）（1）电动势按正弦规律变化）电动势按正弦规律变化 成立条件成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性面时转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时开始计时（2）电流按正弦规律变化）电流按正弦规律变化 （3）电路上的电压按正弦规律变化）电路上的电压按正弦规律变化 电流通过电流通过R 时：时： 交变电流的变化规律交变电流的变化规律(1)感应电动势感应电动势
9、: e=nBssint=Emsint (从中性面开始计时从中性面开始计时) (2)感应电流感应电流: i=(nBs/R)sint=Imsint (从中性面开始计时从中性面开始计时)(3)外电路电阻两端的电压外电路电阻两端的电压: u=Umsint (从中性面开始计时从中性面开始计时) 开始计时开始计时(t=0),线圈位置线圈位置(初相位初相位)不不同同,出现出现正弦正弦与与余弦余弦的表达式的表达式et0e =Emsintet0e =EmcostEm= nBS交变电流的种类交变电流的种类(1)正弦交流电正弦交流电(2)示波器中的锯齿波扫描电压示波器中的锯齿波扫描电压(3)电子计算机中的矩形脉冲电
10、子计算机中的矩形脉冲(4)激光通信中的尖脉冲激光通信中的尖脉冲家庭电路中的正弦交流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科学漫步科学漫步 （1）发电机模型一般是两个磁极）发电机模型一般是两个磁极,每转每转一周，周期性变化一次一周，周期性变化一次 实际发电机通常是四磁极（多极），每实际发电机通常是四磁极（多极），每转一周周期性变化两次，得到相同频率的交转一周周期性变化两次，得到相同频率的交流电时流电时,可以降低转子的角速度可以降低转子的角速度 50Hz交流电发电交流电发电机机 其转子其转子 3000r/min 50Hz交流电发交流电发电机其转子电机其转子 1500r
11、/min三峡电厂发电机的多极转子三峡电厂发电机的多极转子 （2）大型发电机线圈中电流很大，为了）大型发电机线圈中电流很大，为了不使大的电流通过电刷，实际发电机都是磁不使大的电流通过电刷，实际发电机都是磁铁铁(电磁铁电磁铁)旋转（为转子）旋转（为转子）,而线圈是固定的而线圈是固定的（定子）（定子）.磁铁旋转式发电机模型交流发电机简介交流发电机简介（1）发电机的基本组成：）发电机的基本组成： 用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） 用来产生磁场的磁极用来产生磁场的磁极（2）发电机的基本种类）发电机的基本种类 旋转电枢式发电机（电枢动磁极不动）旋转电枢式发电机（电枢动磁
12、极不动） 旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动）旋转磁极式发电机（磁极动电枢不动） 无论哪种发电机，转动的部分叫无论哪种发电机，转动的部分叫转子转子，不动的部分叫不动的部分叫定子定子。课课 堂堂 小小 结结 （1）交变电流）交变电流：大小和方向都随时间作周：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。期性变化的电流。 （2）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动的轴匀速转动 （3）线圈平面每经过中性面一次，感应电）线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变两次。流的方向改变两次。 高
13、高 考考 链链 接接 1.（91年全国高考题）年全国高考题）一矩形线圈，绕垂一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动。线圈中的感应电动势转动。线圈中的感应电动势e随时间随时间t的变化的变化如图所示。下面说法中正确的是（如图所示。下面说法中正确的是（ ）D A t1时刻通过线圈的磁通量为零时刻通过线圈的磁通量为零 B t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大最大 D 每当每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝变换方向时，通过线圈的磁通量绝
14、对值都为最大对值都为最大 2.（1992年全国高考题）年全国高考题）交流发电机在工作交流发电机在工作时的电动势为时的电动势为e=E0sinwt,若将其电枢的转速提若将其电枢的转速提高高1倍，其他条件不变，则其电动势变为（倍，其他条件不变，则其电动势变为（ ） A E0sin B 2E0sin C E0sin2wt D 2E0sin2wtD 3 .（1998年全国高考题）年全国高考题）一理想变压器，一理想变压器，原线圈匝数原线圈匝数n1=1100，接在电压为，接在电压为220V的交的交流电源上。当它对流电源上。当它对11只并联的只并联的“36V、60W”灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知该变灯泡
15、供电时，灯泡正常发光。由此可知该变压器副线圈的匝数压器副线圈的匝数n2= _，通过原线圈，通过原线圈的电流的电流I1= _A。180 3 1.在如图所示的几种电流随时间变化的图在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是线中，属于交变电流的是_，属于正属于正弦交变电流的是弦交变电流的是_。课课 堂堂 练练 习习 tiABCDA B DA 2.交流发电机工作时的电动势的变化规交流发电机工作时的电动势的变化规律为律为e=EmSint，如果转子的转速，如果转子的转速n提高一倍，提高一倍，其它条件不变，则电动势的变化规律将变化其它条件不变，则电动势的变化规律将变化为（为（ ） A e=Em
16、Sin2t B e=2EmSin2t C e=2EmSin4t D e=2EmSint B 3. 线圈从中性面开始转动，角速度是，线线圈从中性面开始转动，角速度是，线圈中的感应电动势的峰值是圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时，那么在任一时刻刻t感应电动势的瞬时值感应电动势的瞬时值e为为 若线圈电阻为，则感应电流的瞬时值为若线圈电阻为，则感应电流的瞬时值为e= Ee= Ee= Ee= Em m m msintsintsintsinti= i= i= i= E E E Em m m m/(R/(R/(R/(R sint)sint)sint)sint)Em e e-Em 0t教材习题答案教材习题答案 1.解答：磁铁靠近白炽灯，发现灯丝颤解答：磁铁靠近白炽灯，发现灯丝颤动。因为通有交变电流的灯丝处在磁场中要动。因为通有交变电流的灯丝处在磁场中要受到力的作用，灯丝受到的磁场力的大小、受到力的作用，灯丝受到的磁场力的大小、方向都随时间做周期性变化，因此灯丝颤动。方向都随时间做周期性变化，因此灯丝颤动。 2.解答：这种说法不对。解答：这种说法不对。 3.解答：解答：6.310-2V 4.解答：解答：e= Emsint=400sin(314t) 5.解答：解答：e= BSw,电流方向为电流方向为KNMLK
