【人教版高中物理】交变电流PPT课件完美1

• 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性 面时开始计时．
（2）电流按正弦规律变化 iImsint
（3）电路上的电压按正弦规 uUmsint
律变化
电流 iImsin t 通过R时：
ui R ， U mImR.
四、交流电的图像
从中性面开始计时
如果从乙图开始计时：交流电图像如何画？
eEmcost
从中性面开始计时磁通量变化图像如何？是正弦还是余弦图
1、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B→A
2、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪 个方向流动？ 由A→B
1．中性面：线圈平面与磁 感线垂直的位置叫做中性面． ．来自 Vrr L 2V
r
E1 BLVsin
BLLsint
2
BSsint
2
E总 E1 E2
所以
eNB L2si nt
交流发电机简介
人教版高中物理选修3-2 5.1 交变电流课件(共27张PPT)【PPT优 秀课件 】-精 美版
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什么时刻磁通量变化率最大？什么时刻磁通量变化率最小
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的 磁通量最大，但磁通量的变化率为零
（ ab和cd边都不切割磁感线），线圈
中的电动势为零
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．
人教版高中物理选修3-2 5.1 交变电流课件(共27张PPT)【PPT优 秀课件 】-精 美版
0.0628V 线圈平面与磁场方向平行。

甚至还熔化了电线，使在场的记者一个个惊讶得目瞪 口呆，因此取得了极大的宣传效果．
特斯拉的胜利，加速了交流电的推广使用．现在我们 知道，低频交流电和直流电一样危险，低频高压交流电更 加危险，因此千万不要随便重复特斯拉的实验．
一、交流发电机
1．结构：由固定不动的_定__子__和连续转动的_转__子__组 成．
解析：由题意可知，当电容器接到交流电源上时，电
容器交替进行充电和放电，导致电荷定向移动，
从而使电路中有交变电流，并不是自由电荷通过了电 容器两极板间的绝缘电介质，也不是绝缘电介质变成了导 体，故 B、D 正确，A、C 错误．
答案：BD
【典例 2】 下图是一正弦交变电流的电流图象，此 正弦交变电流的频率和电流的有效值分别为( )
A．5 Hz，10 A C．50 Hz，10 2 A
B．50 Hz，10 A D．5 Hz，10 2 A
解析：由图象可知 T＝2.0×10－2 s＝0.02 s，峰值 Im
＝10
2
A，因 f＝T1，所以 f＝50
Hz.Ie＝
Im2＝10
2 2
A＝
10 A.
答案：B
2．(多选)在相同的时间内，某正弦交变电流通过一 阻值为 100 Ω的电阻产生的热量，与一电流为 3 A 的直 流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则( )
A．此交变电流的有效值为 3 A，峰值为 3 2 A B．此交变电流的有效值为 3 2 A，峰值为 6 A C．电阻两端交流电压的有效值为 300 V，峰值为 300 2 V
2 ． 瞬 时 值 ： 反 映 的 是 某 时 刻 交 变 电 流 的 _大__小__ 和 _方__向__．
电压：u＝_U__m_s_i_n__ω_t_． 电流：i＝__Im__si_n__ω_t__．

从理论知识推导结论：
原、副线圈中产生的感应电动势
分别是：
E1=n1/ t E2=n2/ t
E1 n1 E2 n2
若不考虑原副线圈的内阻，则：
人教版高中物理选修3—2第五章交变 电流第4 节：变 压器( 共18张P PT)【P PT优秀 课件】 -精美 版
U1=E1 U2=E2
U1 n1 U 2 n2
转化。
变压器的工作原理------互感现象
变压器工作的基础是互感现象，电流通过原线圈时在 铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过副线圈， 由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在 不断变化，变化的磁场在副线圈中产生 感应电动势。
Hale Waihona Puke 把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上， 一个线圈连到电源的两端：
电流互感器
使用时把原线圈与 电路串联，原线圈匝数 少于副线圈匝数
人教版高中物理选修3—2第五章交变 电流第4 节：变 压器( 共18张P PT)【P PT优秀 课件】 -精美 版
互感器的区分技巧
(1)电压互感器是降压变压器，据
U1 n1 U 2 n2
，知n1>n2。
电流互感器是升压变压器，据
I1 n2 I 2 n1
•
6.科学家在对 黄 化 豌 豆 幼苗 切 段 的 实 验研 究 中 发 现 ，低 浓 度 的 生 长素 促 进 细 胞 的伸 长 ， 但 生 长素 浓 度 增 高 到一 定 值 时 ， 就会 促 进 切 段 中乙 烯 的 合 成 ，而 乙 烯 含 量 的增 高 ， 反 过 来又 抑 制 了 生 长素 促 进 切 段 细胞 伸 长 的 作 用。
P入= P出 即: U2I2 = U1I1
I1 U2 n2 I2 U1 n1

交变电流产生示意图：
ABCD——线圈（切割磁感线）
｝ K、L——圆环
E 、 F——电刷
使线圈在转动时保 持与外电路的连接
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交变电流(AC)
• 交变电流(交流):大小和方向都随 时间做周期性变化的电流.
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5.1 交 变 电 流
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（1）电动势按正弦规律变化 e Em sin t
• 成立条件：转轴垂直匀强磁场，经中性 面时开始计时．
（2）电流按正弦规律变化 i I m sin t
（3）电路上的电压按正弦规 u U m sin t

(3)电流的峰值可表示为Im=NRBSωr 。
常见的几种交变电流的波形图
二、交变电流的产生
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的中心 轴匀速转动，就产生了交流电。
1、过程分析
选取线圈运动过程中如图所示的几个特殊时刻 进行研究
A( B )
将立体图转化 为平面正视图
我们称为 中性面
D( C )
此 时
线圈平面与磁场垂直，速度方向与磁场方向平行
(2)整个线圈中的感应电动势为多大？
答案 整个线圈中的感应电动势由ab和cd两边产生的感应电动势组成，且 eab＝ecd，所以e总＝eab＋ecd＝BSωsin ωt.
(3)若线圈有N匝，则整个线圈的感应电动势为多大？
答案 若线圈有N匝，则相当于N个完全相同的电源串联， 所以e＝NBSωsin ωt.
e
=
2BL1
L2 2
ωsin
ωt
=
BSωsin
ωt
当线圈匝数为 N 时
e = NBL1L2ωsin ωt = NBSωsin ωt
令 Em= NBSW
则有 e = Emsin ωt
1、交变电流的变化规律
（1）电动势按正弦规律变化：e = Emsin ωt （2）电流按正弦规律变化：i = Imsin ωt 2、成立条件
如图3.1-1所示，在显示屏上 显示的电压(或电流)随时间
变化的图像，在电工技术和 电子技术中常常叫作波形图。
一、交变电流的概念
1、直流电流(DC)
方向不随时间变化的电流称为直流电。例如电池 供给的电流。
2、交变电流(AC)
大小和方向都随时间做周期性变化,这样的电流叫 做交变电流。例如家庭照明电路中的电流。
特 点 感应电流 最大

2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 )
【解析】 由交变电动势的表达式可知，电动势的最大值 Em＝50 V，则有效值 E＝Em2＝25 2 V，周期 T＝2ωπ＝0.02 s，频 率 f＝T1＝50 Hz，所以选项 C、D 正确．
2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 )
(1)电气设备的铭牌上标出的电压值、电流值；(2)交流电压 表测量的数值；(3)电容器上的标称电压值分别指的是有效值还 是最大值．
提示：(1)有效值 (2)有效值 (3)最大值
2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 )
2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 ) 2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 )
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2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 ) 2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 )
考点二 有效值的理解和计算
2-6 交变电流的描述 —人教版高中物理选择性必修第二册 PPT优 质课件( 共51张 )
考点一
交变电流的周期和频率
1．周期 交变电流完成一次周期性变化所需的时间，叫做它的周期， 通常用 T 表示，单位是秒(s)． 2．频率 交变电流在 1 s 内完成周期性变化的次数叫做它的频率，通 常用 f 表示，单位是赫兹，简称赫，符号是 Hz.

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。

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)