物理选修3-2全套课件PPT

例1、【多选、导预2】某正弦式交变电流的i-t图象如图所示,则 该电流的( )。 A.频率f=0.02 Hz B.有效值I=10√2 A C.峰值Im=10√2 A D.瞬时值表达式为i=20sin 100πt(A)
【答案】BD
下午2时36分
忻州一中 物理组
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5.2描述交变电流的物理量-【百强校 】山西 省忻州 市第一 中学人 教版高 二物理 选修3-2 课件( 共14张P PT)
忻州一中 物理组
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主题2：交流电的有效值
定义：让交流与恒定电流分别通过大 小相同的电阻，如果在交流的一个周期 内它们产生的热量相等，则这个恒定电
流的E、U、I 为这个交流的有效值。
意义：能量的直流等效
①铭牌②功率计算③交流电表④变压器⑤默认
下午2时36分
忻州一中 物理组
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5.2描述交变电流的物理量-【百强校 】山西 省忻州 市第一 中学人 教版高 二物理 选修3-2 课件( 共14张P PT)
5.2描述交变电流的物理量-【百强校 】山西 省忻州 市第一 中学人 教版高 二物理 选修3-2 课件( 共14张P PT)
例、如图所示是某种交变电流的电流随时间变化的图线，i＞0 部分的图线是一个x正弦曲线的正半周，i＜0部分电流为0，其 最大值Im如图中所示，则这种交变电流的有效值为( )
【答案】B
下午2时36分
5.2描述交变电流的物理量-【百强校 】山西 省忻州 市第一 中学人 教版高 二物理 选修3-2 课件( 共14张P PT)
忻州强校 】山西 省忻州 市第一 中学人 教版高 二物理 选修3-2 课件( 共14张P PT)
如图所示为一交流电压随时间变化的图象．每个周期内，前三 分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒 定．根据图中数据可得，此交流电压的有效值为

实验操作 导体棒静止 导体棒平行 磁感线运动 导体棒切割 磁感线运动
实验现象(有无电流)
分析论证
_无__
_闭__合___ 电 路 的 _一__部__分__
导体在磁场中做
_无__
_切__割__磁__感__线__ 运 动 时 ，
电路中有感应电流产 _有__
生
2.探究通过闭合回路的磁场变化时是否产生感应电流(实验图如 图所示)
C [设闭合线框在位置 1 时的磁通量为 Φ1，在位置 2 时的磁通 量为 Φ2，直线电流产生的磁场在位置 1 处比在位置 2 处要强，故 Φ1>Φ2.
将闭合线框从位置 1 平移到位置 2，磁感线是从闭合线框的同一 面穿过的，所以 ΔΦ1＝|Φ2－Φ1|＝Φ1－Φ2；将闭合线框从位置 1 绕 cd 边翻转到位置 2，磁感线分别从闭合线框的正反两面穿过，所以 ΔΦ2＝|(－Φ2)－Φ1|＝Φ1＋Φ2(以原来穿过的方向为正方向，则后来从 另一面穿过的方向为负方向)．故正确选项为 C.]
自主预习 探新知
一、电磁感应的发现 1．丹麦物理学家 奥斯特 发现载流导体能使小磁针转动，这种 作用称为电流的磁效应，揭示了电 现象与磁现象之间存在密切联系． 2．英国物理学家 法拉第 发现了电磁感应现象，即“磁生电” 现象，他把这种现象命名为 电磁感应 ．产生的电流叫作 感应电流 ．
二、感应电流产生的条件 1．探究导体棒在磁场中运动是否产生感应电流(实验图如图所 示)
合作探究 攻重难
磁通量的理解与计算
1.匀强磁场中磁通量的计算 (1)B 与 S 垂直时，Φ＝BS. (2)B 与 S 不垂直时，Φ＝B⊥S，B⊥为 B 垂直于线圈平面的分量．如 图甲所示，Φ＝B⊥S＝(Bsin θ)·S.也可以 Φ＝BS⊥，S⊥为线圈在垂直于 磁场方向上的投影面积，如图乙所示，Φ＝BS⊥＝BScos θ.

t
的区别和联系？
联系： 1、公式①中的时间趋近于0时， E就为瞬时感应电动势 2、公式②中v若代表平均速度， 则求出的E就为平均感应电动势。
四、反电动势
此电动势
阻碍电路
V
中原来的
电流.
故称之为
反电动势
安培力方向 转动速度方向
S
N
电动机
电动机线圈的转动产生感应电动势是反电动势。这个电动势是削弱
01
从条件上看
相同 磁通量变化量 △Φ相同 不同 磁铁插入的快慢不同
从结果上看
都产生感应电流 I
感应电流 I 大小不同
感应电动势大小不同
模拟实验二
Ｎ
ＮＮ
一根磁铁快速插入
两根磁铁快速插入
分析归纳：
从条件上看
相同
磁铁的快慢相同
不同 磁通量变化量 △Φ不同
从结果上看
都产生感应电流 I
感应电流 I 大小不同
作业:
03
04
第17页---第19页 例 题 自己课后自学
第13题
02
P20～P22 第1 题 ～第11题Βιβλιοθήκη 01《创新导与练》
电源
N
S
电源
我们怎样能够感知到感应电动势的大小？ 电流表偏转的角度
探究项目：影响感应电动势大小的因素
等效
电流表指针的偏转角度与感应电动势 的大小有什么关系呢？
探究项目：影响感应电动势大小的因素
猜 想： 可能与什么因素有关 器 材： 探究过程：
模拟实验一
一根磁铁 快速插入
Ｎ 一根磁铁慢速插入 Ｎ
分析归纳：
思考：
当闭合电路中的线圈匝数是 n时，感应电动势大小的表 达式该怎么写呢？

联的“36V，60w”的灯泡供电时，灯泡正
常发光。由此可知副线圈的匝数n128=0 _____，
通过原线圈的电流 I1 =3 A______。
解：
U1 U2
=
n1 n2
220 36
=
1100 n2
n2=180
I2=PU22
所以：I1
=
n2 n1
I2 =
n2 P2 n1 U2
=
180×11×60 1100×36
3.6A
D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，
图 （b）的读数为3.6A
铁
C
芯
2019-7-11
谢谢你的观看
A
21
五、几种常用变压器 1.自耦变压器
问题：有没有只 用一组线圈来实 现变压的变压器？
P
U1 A B
自耦变压器的 U2 原副线圈共用一
个线圈
U1 n1 n2 U2
U1 n1 n2 U2
• 教学手段：学生电源、可拆变压器、交流电压表、交流电
2019流-7-1表1 、灯泡
谢谢你的观看
3
变压器
2019-7-11
谢谢你的观看
4
照明灯电压------220伏 机床上照明灯------36伏 半导体收音机电源电压不超过10伏 大型发电机交流电压------几万伏 远距离输电------几十万伏 电视机显像管却需要10000V以上电压 交流便于改变电压，以适应各种不同的需要
为I1、U1 I2和n1 I3， 根 据 变1 压器U1的 工n1 作 原理 可 得2 ：
U2 n2
U3 n3
由（1）（2）式得：
U2 ＝ n2 (3)
U3 n3

第四章
电磁感应
第一节 划时代的发现
自主学习--奥斯特梦圆“电生磁”
（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在 这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？ （2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败 是怎样做的？ （3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过 的知识如何解释？ （4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。
进一步地思考和探索：
铁芯
铁芯和线圈A是产生这一效应的必要条 件吗？
1831年11月24日，法拉第向皇家学会提 交了一个报告，把这种现象定名为电磁感应， 产生的电流叫做感应电流。“磁生电”是一 种在变化、运动的过程中才能出现的效应。 五种类型可以引起感应电流：变化的电 流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的 磁铁、在磁场中运动的导体。 有规律吗？
问题： “闭合电路的一部分导体切割磁感 线”是不是产生感应电流的必要条 件呢？
若：产生感应电流的必要条件是“闭合电 对运动。 即：磁场和导体相对静止的话，导体 就不切割磁感线，导体中就没有感 应电流产生。
是这样吗？
实验设计：
1、实验目的：使用不切割磁感线的方法产生 感应电流 2、实验器材：电源、电键、电流表、滑动变 阻器、大线圈、小线圈、导线
三品：创造性的思维 为什么以往的实验都失败了？
法拉第敢于突破，终于有了划时代的发现！
1831年10月28日 法拉第的创新：
圆盘发电机，首先向 人类揭开了机械能转化 为电能的序幕。
法拉第提出了“电场”、“磁场”和“力 线”的概念。暗示了电磁波存在的可能性， 并预言了光可能是一种电磁振动的传播 。
结论：产生感应电流的原因可能与磁场的 变化有关，与导体是否切割磁感线无关
小结：

解：1、由P=UI 得I=P/U
当U1=5KV时，I1=200A；当U2=50KV时， I2=20A 2、由P损=I2R线， 当U=5KV时， P损1=（200）2×10=400KW 当U=50KV时， P损2=（20）2×10=4KW
思考：若输电电压提高100倍，则输送过程中损失的 功率变为原来的多少倍？ 1/10000 我国远距离输电采用110KV、220KV、330KV的电压， 少数线路已经采用550KV 思考：是不是输电电压越高越好？为什么？ 不是。电压过高，会增加绝缘有困难，因而架线的费 用增加，输电线路还容易向大气放电，增加电能的损 失。要综合考虑，选择合适的输电电压。 说明：一般大型发电机组发电电压是10KV左右，要先 升到110KV、220KV、330KV或550KV后经高压架空线送 出。到了用电区，又要遂级把电压降下来。
2 .简单输送电路的计算和步骤
画出供电图
以变压器铁心为界线分出各个回路,各回路可
独立运用欧姆定律分析. 各回路间通过线圈匝数比与电压比和电流比的 关系,总功率不变等联系.
达标练习
1．发电厂电机的输出电压为U1,发电厂至学校 的的输电导线总电阻为R通过导线的电流为I, 学校得到的电压为U2，则输电导线上损耗的 功率可表示为： A．U12/R B．(U1-U2)2/R C ．I 2R D．(U1-U2)I
火力发电站
风力发电站
水利发电站
大亚湾核电站
秦山核电站
三峡水电站
新疆风力发电
而用电的地方却分布很广:
电 能 的 输 送 示 意 图
一、电能的输送
1、面临的问题 电流流过输电导线时，由于电流的热效应， 必然有一部分电能转化成热而损失掉。 2、发热损失电能的计算：P损=I2R 3、减小输电线上电能损失的办法： 由热功率计算公式可看出 （1）减小输电线的电阻 （2）减小输送的电流

B变、S不变
的
四
种
B和S都变
情
况 B和S大小都不变，
但二者之间的夹角变
例：闭合电路的一部分导 体切割磁感线时 例：线圈与磁体之间发生 相对运动时 注意：此时可由ΔΦ＝Φt －Φ0计算并判断磁通量是 否变化
例：线圈在磁场中转动时
2021/12/24
如图所示，将一个矩形线圈ABCD放入匀强磁场中，
若线圈平面平行于磁感线，则下列运动中，哪些在线圈中会产
(人教版)高中物理选修3-2全部
2021/12/24
1. 2.划时代的发现 探究感应电流的产生条件
2021/12/24
2021/12/24
学 基础导学
2021/12/24
一、划时代的发现
1．奥斯特梦圆“电生磁” 1820年，丹麦物理学家__奥__斯__特___发现了电流的磁效应． 2．法拉第心系“磁生电” 1831年，英国物理学家________发现了电磁感应现象．
2021/12/24
如图所示，a、b、c三个环水平套在条形磁铁外面，
其中a和b两环大小相同，c环最大，a环位于N极处，b和c两环
位于条形磁铁中部．则穿过三个环的磁通量的大小是( )
A．c环最大，a与b环相同
B．三个环相同
C．b环比c环大
D．a环与c环相同
2021/12/24
解析： 条形磁铁磁场的磁感线分布特点是： (1)外部磁感线两端密，中间疏； (2)磁铁内、外磁感线的条数相等．据以上两点知：a、b、 c三个环中磁场方向都向上．考虑到磁铁外部磁场的不同，a外 部磁场强于b外部磁场，故b环的磁通量大于a环的磁通量，外 部c的磁通量大于b的磁通量，内部磁通量相等，故合磁通量b 大于c.其中a、c两个环所在处磁感线的分布特点不同，所以穿 过两个环的磁通量不一定相同，C正确，A、B、D错． 答案： C

（2）电流按正弦规律变化 （3）电路上的电压按正弦规律变化
电流
i I m sin t
u U m sin t
i I m sin通过 tR时：
u iR，U m I m R.
2、交变电流的变化规律 (1)感应电动势: e=nBsωsinωt=Emsinωt(从中性面开始计时) e=nBsωcosωt=Emcosωt(从B∥S开始计时) (2)感应电流: i=(nBsω/R)sinωt=Imsinωt(从中性面开始计 时 ) i=(nBsω/R)cosωt=Imcosωt (从从B∥S开始计时) (3)外电路电阻两端的电压: u=Umsinωt(从中性面开始计时)
6. 一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311V，线圈在 磁场中转动的角速度是100πrad/s。 （1）写出感应电动势的瞬时值表达式。 （2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路的总电阻为100Ω，试写 出通过负载的电流强度的瞬时表达式、在t=1/120s时电流强度的瞬时值为多少？
(甲 )
没有边切割磁感应线
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
(乙 )
a（b）、d（c）边垂直 切割磁感应线，
B∥S，φ=0，E最大，I最大， 感应电流方向b到a
(丙 )
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
B∥S，φ=0，E最大，I最大， 感应电流方向a到b
• 设正方形线圈的边长为L，在匀强磁场B中绕垂 直于磁场的对称轴以角速度匀速转动，如图所 示，ab和cd边垂直于纸面，转轴为O． 回答问题：
1．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 A B D ，属于正弦交变电流的 是 。 A

变式训练1 如图29－6所示，各图中有感应电流产生的是( )
图29－6
解析 选项A中，线圈没闭合，无感应电流；选项C中， 导线在圆环的正上方，不论电流如何变化，穿过线圈的磁感 线相互抵消，磁通量恒为零，也无感应电流；选项B中，磁 通量增大，有感应电流；选项D中，回路中的磁通量恒定， 无感应电流．故选项B正确．
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物理选修3-2
目录
▪ 第四章 电磁感应
▪ 课时29 划时代的发现 探究电磁感 ▪ 应的产生条件 ▪ 课时30 楞 次 定 律 ▪ 课时31 法拉第电磁感应定律 ▪ 课时32 电磁感应定律的应用 ▪ 课时33 互感和自感 涡流 电磁阻
尼和电磁驱动 ▪ 课时34 《电磁感应》小结
解析 (1)由磁通量的定义可得： Φ1＝B·S＝5×10－3 Wb． (2)Φ2＝B·S·cos 120°＝－2.5×10－3 Wb ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝7.5×10－3 Wb． 答案 (1)5×10－3 Wb (2)－2.5×10－3 Wb 7.5×10－3 Wb 点评 磁通量的变化量一般用变化的绝对值表示即可．
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
小Hale Waihona Puke |B－B′|，穿过平面的磁通量为|B－B′|·S＝|BS－B′S|＝|Φ －Φ′|．磁通量的意义可以用磁感线的条数形象地说明，因此 穿过平面的磁通量|Φ－Φ′|，可以理解为与相反方向穿过平面 的磁感线相抵消之后剩余的磁感线条数．
(2)单位：韦伯(Wb),1 Wb＝1 T·m2． 四、磁通量的变化 由 公 式 Φ ＝ BSsinθ 知 ， 穿 过 线 圈 的 磁 通 量 由 三 方 面 决 定，即磁感应强度的大小、线圈面积以及磁场方向与线圈平 面的夹角．三者中只要有一个因素发生变化都将引起Φ的变 化；但是如果两个甚至三个因素同时变化，Φ则有可能不 变．(想一想，这是为什么？) 五、结论 产生感应电流的条件：一是存在闭合电路，二是穿过闭 合电路的磁通量发生变化．

➢对单根导体棒来说，只需切割磁感线，棒上就会 产生感应电动势
2、法拉第电磁感应定律
〔1〕决议感应电动势大小要素：穿过这个闭合电路中 的磁通量的变化快慢〔即磁通量的变化率〕
平均变化率决议该段时间内的平均电动势；瞬时变化 率〔即φ-t图的切线斜率〕决议该时辰的瞬时电动势。
〔2〕留意区分磁通量，磁通量的变化量，磁通量的变 化率的不同
电磁感应景象 产生电磁感应景象的条件
自感景象
感应电动势的大小 E=nΔΦ/Δt E=BLv
感应电流的方向 楞次定律 右手定那么
运用牛顿第二定律，处理导体切割磁感应线运动问题 运用闭合电路欧姆定律处理电磁感应中的电流和功率问题 运用能的转化和守恒定律处理电磁感应问题
一. 产生电磁感应的条件
➢对整个回路来说，产生感应电动势，必需有回路 磁通量的变化；可以经过以下三种方法 ➢ 〔1〕磁感强度的变化 ➢ 〔2〕线圈有效面积的变化 ➢ 〔3〕线圈平面的法线方向与磁场方向夹角的变 化
正弦式电流的变化规律及对中性面的了解
1．正弦式电流的变化规律(线圈在中性面位置 时开场计时)
规律物理量 磁通量 电动势
函数 Φ＝Φmcosωt ＝
BScosωt
e＝Emsinωt＝ nBSωsinωt
电压
u＝Umsinωt＝RR＋Emr sinωt
电流
i＝Imsinωt＝RE＋mrsinωt
D．开关断开后，变压器的输出功率不变
考点二 理想变压器的动态分析 假设理想变压器的原、副线圈的匝数不变时，当变压
器的负载发生变化，如下图，各量相互关系如下：
(1)输入电压 U1 决定输出电压 U2.这是因为输出电压 U2 ＝nn21U1，当 U1 不变时，不论负载电阻 R 变化与否，U2 都不 会改变．