(新教材)高中物理《交变电流》PPT人教版1

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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器
√ ×
×
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第十一章 交变电流 传感 器
√ ×
×
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第十一电流 传感 器
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第十一章 交变电流 传感 器

数据
采集器
计算机
示波器
第六页，共23页。
有效值与峰值的关系
• 图像法
iP
Im
O
T/2
-Im
t
T
第七页，共23页。
思考
i
Im
O
T／2
T
-Im
t
2T
第八页，共23页。
i
Im
O
T／2
-Im
i
Im
O T／4
-Im
思考
T T
t
2T
t
2T
第九页，共23页。
i
Im
O
T／2
-Im
i
Im
O T／4
-Im
i
Im
转速匀速旋转时，求： (2)线圈从图示位置转过T／4的过程中通过线圈某截面的电量q。
(3)电路中电压表和电流表示数 各是多少
05 ㎡，共有100匝；
（2）计算它们在R上产生的功率之比。
(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线 圈中感应电 2、频率：一秒内完成周期性变化的次数。
由电流表达式i＝Imsinωt得：14.
C.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。
第二十二页，共23页。
第二十三页，共23页。
下列交流电，哪一个不是指有效值 ( )
8、边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以OO’为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R，求：
在t＝0.
(2)线圈转过1／30s时电动势的瞬时值多大；
8、边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以OO’为轴匀速转动，角速度为ω，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R，求：

【答案】 A
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3．(多选)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图所 示，已知发电机线圈内阻为 5.0 Ω，现外接一只电阻为 95.0 Ω 的灯泡，则( )
例 1 一个闭合矩形线圈的长为 a，宽为 b，电阻为 R，处在竖直向下的匀 强磁场中，磁场强度为 B，线圈从中性面开始转动，当转到与中性面成 θ 角时， 所用时间为 t，求：
(1)此时线圈中的感应电动势 (2) 一个周期内电流的有效值。
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A．电压表 V 的示数为 220 V B．电路中的电流方向每秒改变 100 次 C．通过灯泡电流的最大值为 2.2 2 A D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 48.4 J 【答案】 BC
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A．乙图中 Oa 时间段对应甲图中 A 至 B 图的过程 B．乙图中 c 时刻对应甲图中的 C 图 C．若乙图中 d 等于 0.02 s，则 1 s 内电流的方向改变 50 次 D．若乙图中 b 等于 0.02 s，则交流电的频率为 50 Hz 【答案】 A

二、交变电流的产生
1、线圈在匀强磁场中绕垂直于磁 场的轴匀速转动
第5页，共20页。
2、过程分析
（1）在线圈转动的过程中，那些边会产生感应电动势？
ab边 cd边
（2）怎样将立体图转化为平面图？
第6页，共20页。
将立体图转化为平面图
第7页，共20页。
以线圈经过中性面开始计时，切割边L1，另一边L2,推导任意时刻t线圈中的感应电动势（演示 ） 线圈转到什么位置，电流最大？ （4）线圈转到什么位置，电流最小（没有电流）？ 2、电流按正弦规律变化 （2）大小变化规律----按正弦规律变化：（能画出瞬时线速度分解图） e=Emsinωt Em=NBSω叫电动势的最大值（峰值） （2）线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动一周，两次经过中性面，电流方向改变两次． Em为电动势的最大值（峰值）NBSω 转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时 u=Umsinωt Um=ImR 叫电压的最大值（峰值） 三、交变电流的变化规律 ab边 cd边 中性面：垂直磁场方向的平面． 3、电压按正弦规律变化
第9页，共20页。
B∥S
Φ=0 E最大 I最大
感应电流方向a到b
线圈与磁场平行时，Φ最小， 但线圈中的电动势最大 (V⊥B)
第10页，共20页。
B⊥S Φ最大
V // B E=0 I=0
中性面
B∥S Φ=0 V⊥B E、I最大
感应电流方向b到a
第11页，共20页。
（3）在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流
动？
由a→丙b转到丁呢？
由b→a
（4）线圈转到什么位置，电流最小（没有电流）？
线圈转到什么位置，电流最大？ 线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流；

线圈中产生正弦式交变电流
线圈中的电流按照正弦规律变化
教你破题
获取题干
线圈产生感应电动势的峰
线圈产生感应电动势的
关键信息
值:Em=NωBS,其中ω=2πn
瞬时值表达式:e=Emsin ωt
感应电动势的瞬时值:将时
刻代入瞬时值表达式求解
方法技巧
求解交变电流的瞬时值问题的答题步骤
对点演练
2.如图所示,一矩形线圈面积是0.05 m2,共100匝,线圈总电阻r=2 Ω,外接电
么位置?
提示 (1)
转动过程
甲→乙
乙→丙
丙→丁
丁→甲
电流方向
B→A→D→C
B→A→D→C
A→B→C→D
A→B→C→D
(2)线圈转到乙或丁位置时,线圈中的感应电流最大。线圈转到甲或丙位置
时,线圈中感应电流最小,为零。
知识归纳
1.正弦式交变电流的产生条件
(1)匀强磁场。
(2)线圈匀速转动。
(3)线圈的转轴垂直于磁场方向。
所示位置磁感线与线圈平面平行,通过线圈的磁通量随时间变化的图像如
图乙所示。下列说法正确的是( B )
A.t2、t4时刻线圈中感应电动势最小
B.t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变
C.线圈转动到图甲所示位置时,线圈
中磁通量变化率为零
D.线圈转动到图甲所示位置时,感应电流方向为A→B→C→D→A
解析 根据题图乙结合交流发电机工作原理,可知在t2、t4时刻,穿过线圈的
确定线圈位于中性面的时刻。
(3)可找出线圈平面平行于磁感线的时刻。
(4)可判断线圈中磁通量的变化情况。
(5)可分析判断i、e随时间的变化规律。

4、逐步形成物理观念。如：发电机与电动机的能量转 化过程的区别，实际变压器与理想变压器在能量损耗 中的区别等，学习后加深了对能量观念的认识。
一 知识的梳理与整合
概念和规律
交流和直流
变压器
峰值 有圈
（初级线圈）（次级线圈）
理想变压器
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二 核心素养的体现
1、从利用示波器观察正弦交流电，到自己推导出矩形 线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交流电的表达式的 过程，认识到本质，进而使自己具有科学的态度。
2、在变压器实验中，由实验数据提出问题，和同学交 流、讨论，并对自己的结果做出解释，提高了探究能力。
3、在对高压输电学习中，从损耗原因入手，建立模型， 并与实际因素相结合，锻炼自己的科学思维能力。
一 知识的梳理与整合
增加 升压变压器
增加 降压变压器
交变电流
利用变压器升高电压，实现 较小电流输电，减少损耗
变压器 电能的输送
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一 知识的梳理与整合
全章结构 2 交变电流的描述
1 发电机

思考：上面我们通过对特殊位置定性分析画出了波形图， 人教版高二物理选修3-2第五章：5.1交变电流(共20张PPT) 好似一个正弦曲线，你能否通过对一般位置的讨论，得出 电动势随时间变化的关系呢？
推导：
A(B)
A(B)
v
v
e 2NeAB
(C)D eAB BLABv sin t
ωt
O(O’)
(C)D
1.交变电流
知识回顾
1.楞次定律
原磁场磁通 量发生变化
感应电流 感应电流的磁场
增反减同
S
Nv
I
A
I
I v
I
2.法拉第电磁感应定律
(1)内容：电路中感应电动势的大小E，跟穿
过这一电路的磁通量的变化率 ΔΦ成正比。
(2)公式：
Δt
Ⅰ.感生电动势：E n ΔΦ Δt
Ⅱ.动生电动势：
E BLvsin ( B v)
T/2 3T/4 T
0
T/4
t
-Um
思考：已知家庭电路中，电流变化的周期为
T=0.02s,请你思考电流在一个周期内变化几次，
在1s内变化几次？
i
Im
T/2 3T/4
3T/2 2T
0 T/4
T 5T/4 7T/4
t
-Im
规律分析：在中性面位置，电流为0，经过此位置 前后电流方向相反，可见：
（1）每经过中性面一次，电流都要改变方向一次 （2）在一个周期内经过中性面两次，故电流一周 期变化两次。
1.产生条件： （1）线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动 （2）线圈从中性面位置开始转动（计时起点在中性面）
2.规律：
(1)电动势： e NBS sin t Em sin t(Em NBS)