高中物理-第3章第2节交变电流是怎样产生的省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。感谢,返回,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。感谢,第,3,章,新知预习,巧设计,名师课堂,一点通,关键点一,关键点二,第,2,节,创新演练,大冲关,随堂检测归纳小结,课下作业综合提升,关键点三,1/59,2/59,3/59,1,认识交流发电机，了解交流发电,机结构。,2,掌握交变电流改变规律，熟悉,正弦交变电流瞬时值表示式和,图像。知道中性面概念。,3,能灵活利用正弦交变电流图像,和三角函数表示式处理问题。,4/59,5/59,读教材,填关键点,一、交流发电机,1,原理,闭合导体与磁极之间做,。穿过闭合导体,发生改变。,2,结构,线圈,(,电枢,),和,两部分。,相对运动,磁通量,磁极,6/59,3,分类,两种类型,转子,定子,特点,旋转电枢式,磁极,电压低，功率小,旋转磁极式,电枢,电压高，功率大,电枢,磁极,7/59,二、交变电流产生原理和改变规律,1,产生原理,(1),条件：在匀强磁场中，矩形线圈绕,轴匀速转动。,(2),特殊位置特点：,中性面：线圈平面与磁感线,，线圈经过中性面时，感应电动势、感应电流,。,垂直于磁场方向,垂直,为零,8/59,与中性面垂直时：线圈感应电动势、感应电流,。,(3),电流方向改变：线圈每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次；线圈每转动一周，经过中性面,，感应电流方向改变,。,最大,2,次,2,次,9/59,10/59,E,m,sin,t,I,m,sin,t,U,m,sin,t,11/59,(2),图像描述如图,3,2,1,所表示。,图,3,2,1,12/59,试身手,夯基础,1,线圈垂直于磁感线时位置叫,_,，此时穿过线圈,平面磁通量,_,，产生电动势,_,。,答案：,中性面最大为零,13/59,2,矩形线圈在匀强磁场中以角速度,匀速转动，假如从,中性面开始计时，经时间,t,后，线圈平面转过角度,_,，瞬时感应电动势,e,_,，感应电流为,i,_,。此交流电经过一段导体时，导体两端电压,u,_,。,答案：,t,E,m,sin,t,I,m,sin,t,U,m,sin,t,14/59,3,关于中性面，以下说法错误是,(,),A,中性面就是穿过线圈磁通量为零面,B,中性面就是线圈中磁通量改变率为零面,C,线圈过中性面时，电流方向必改变,D,中性面就是线圈内感应电动势为零面,15/59,解析：,线圈转至中性面时，线圈平面与磁感线垂直，所以此时穿过线圈磁通量最大，磁通量改变率为零，感应电动势为零，电流方向改变。,答案：,A,16/59,4,如图,3,2,2,甲所表示，一矩形线圈,abcd,放置在匀强磁场,中，并绕过,ab,、,cd,中点轴,OO,以角速度,逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角,45,时,(,如图乙,),为计时起点，并要求当电流自,a,流向,b,时电流方向为正。则图,3,2,3,所表示四幅图中正确是,(,),图,3,2,2,17/59,图,3,2,3,18/59,答案：,D,19/59,20/59,1,推导正弦交变电流瞬时值,表示式,设线圈从中性面起经时间,t,转过,角度,，则,t,。此时两边,ab,、,cd,速度方向与磁感线方向夹角分别,为,t,和,180,t,，如图,3,2,4,所表示，它们产生感应电动势同向相加，整个线圈中感应电动势为：,图,3,2,4,21/59,22/59,2,交变电流改变规律,(1),e,E,m,sin,t,；,(2),i,I,m,sin,t,；,(3),u,U,m,sin,t,。,名师点睛,其中交流电动势峰值,E,m,，由线圈匝数,n,、磁感应强度,B,、转动角速度,及线圈面积,S,决定，与线圈形状无关，与转轴位置无关，所以图,3,2,5,所表示几个情况，若,n,、,B,、,S,、,相同，则电动势峰值相同。,23/59,图,3,2,5,24/59,图,3,2,6,25/59,26/59,答案：,(1),e,375 sin 5,t,V,(2)375 V,27/59,交变电流瞬时表示式问题破解程序：,(1),观察线圈转动轴是否与磁感线垂直；,(2),从中性面开始计时，电动势是按正弦规律改变；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改变；,(3),计算电动势最大值和角速度,，写出电动势瞬时表示式。,28/59,1,图像意义,反应了交变电流电流,(,电,压,),随时间改变规律，如图,3,2,7,所表示。,2,经过图像可了解到信息,最大值、周期、频率。,图,3,2,7,29/59,3,特殊位置,(,时刻,),物理量特点,两个位置,比较内容,中性面,中性面垂直面,图示,时刻,k,T,/2(,k,0,1,2,),k,T,/4(,k,1,3,5,),30/59,两个位置,比较内容,中性面,中性面垂直面,位置,线圈平面与磁场垂直,线圈平面与磁场平行,磁通量,最大,零,磁通量改变率,零,最大,感应电动势,零,最大,电流方向,改变,不变,31/59,32/59,2,一矩形线圈在匀强磁场中匀速,转动时，产生交变电动势图像如图,3,2,8,所表示，则,(,),A,交流电频率是,4 Hz,B,当,t,0,时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大,图,3,2,8,33/59,34/59,答案：,B,35/59,对物理图像需掌握关键点：,一看：看,“,轴,”,、看,“,线,”,、看,“,斜率,”,、看,“,点,”,。,二变：掌握,“,图与图,”,、,“,图与式,”,、,“,图与物,”,之间变通。,三判：在此基础上进行正确分析、判断。,36/59,37/59,38/59,39/59,40/59,图,3,2,9,41/59,(1),电路中感应电动势最大值和有效值。,(2),电路中交流电压表和电流表示数。,(3),线圈从图示位置转过,90,过程中经过电阻,R,电荷量。,思绪点拨,交变电流最大值只是一个瞬间值，对产生焦耳热无直接影响，起决定作用是有效值。计算电荷量时要用电流平均值。,42/59,43/59,答案,：,(1)50 V,35.4 V,(2)31.86 V,3.54 A,(3)0.16 C,44/59,在交变电流电路中，电压、电流以及热量和功率都用有效值计算，电压表和电流表示数都是指有效值，而耐压值是指最大值，电路中经过电荷量用平均值计算。,45/59,46/59,47/59,1.(,对应关键点一,),处于匀强磁场中矩形,线圈,abcd,，以恒定角速度绕,ab,边,转动，磁场方向平行于纸面并与,ab,垂直。在,t,0,时刻，线圈平面与纸,面重合,(,如图,3,2,10,所表示,),，线圈,cd,边离开纸面向外运动。若要求由,a,b,c,d,a,方向感应电流为正，则在图,3,2,11,中能反应线圈中感应电流,i,随时间,t,改变图像是,(,),图,3,2,10,48/59,图,3,2,11,49/59,解析：,由右手定则或者楞次定律能够确定开始时刻感应电流方向为,a,b,c,d,a,，跟要求正方向相同，而且该时刻感应电流最大，故选,C,。,答案：,C,50/59,2,(,对应关键点二,),在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感,线垂直转轴匀速转动，如图,3,2,12,甲所表示，产生交变电动势图像如图乙所表示，则,(,),图,3,2,12,51/59,A,t,0.005 s,时线框磁通量改变率为零,B,t,0.01 s,时线框平面与中性面重合,C,线框产生交变电动势有效值为,311 V,D,线框产生交变电动势频率为,100 Hz,52/59,答案：,B,53/59,图,3,2,13,3,(,对应关键点三,),如图,3,2,13,所表示，,一个小型旋转电枢式交流发电机，,其矩形线圈长度为,a,，宽度为,b,，,共有,n,匝，总电阻为,r,，与线圈两,端相接触集流环上接有一个阻,值为,R,定值电阻，线圈以角速度,在磁感应强度为,B,匀强磁场中绕与磁场方向垂直对称轴,OO,匀速运动，沿转轴,OO,方向看去，线圈转动沿逆时针方向，,t,0,时刻线圈平面与磁感线垂直。,54/59,(1),表示出线圈经过图示位置时，线圈中感应电流方向。,(2),写出线圈转动过程中感应电动势瞬时值表示式。,(3),求线圈从,t,0,位置开始到转过,90,过程中平均电动势。,(4),求线圈从,t,0,位置开始到转过,60,时瞬时电流。,55/59,答案：,看法析,56/59,(1),中性面磁通量即使最大，但该位置磁通量改变率为零，从而瞬时电动势为零。该位置是电流方向发生改变位置。,(2),E,m,nBS,虽由矩形线圈求得，但对任何形状线圈都适用，条件是转轴垂直于磁感应强度方向。,57/59,(3),当交流发电机线圈从中性面开始转动计时时，产生正弦交变电流，电动势瞬时值表示式为,e,nBS,sin,t,；当线圈从垂直于中性面,(,磁场方向与线圈平面平行,),位置开始计时时，产生余弦交变电流，电动势瞬时值表示式为,e,nBS,cos,t,。,(4),计算电功、电功率、电热用交流电有效值，计算经过导体横截面电荷量用交流电平均值。,58/59,点击下列图进入“课下作业综合提升”,59/59,