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高中物理第五章交变电流55电能的输送课件选修32

高中物理第五章交变电流55电能的输送课件选修32
A．功率损失是原来的n1 B．功率损失是原来的n12 C．电压损失是原来的n1 D．电压损失是原来的 n 倍
1.远距离输送一定功率的交流电，输电线 上的电压损失 ΔU＝UP·r。
2．远距离输送一定功率的交流电，输电线上功率损失 ΔP＝UP 2·r。
[解析] 设输电电压为 U，所输送的功率为 P，输电线 路总电阻为 r，则输电电流 I＝UP，线路的功率损失 ΔP＝I2r ＝PU22r，可知 ΔP∝U12，当输电电压 U 升高为原来的 n 倍时， 功率损失变为原来的n12，A 错误，B 正确；线路上的电压损 失 ΔU＝Ir＝PUr，可知 ΔU∝U1 ，当输电电压升高为原来的 n 倍时，电压损失变为原来的n1，C 正确，D 错误。
电阻为 R。当副线圈与原线圈的匝数比为 k 时，线路损耗的

电功率为 P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk，线
路损耗的电功率为 P2，则 P1 和PP21分别为(
)
A.PkUR，n1
B.kPU2R，n1
C.PkUR，n12 D.kPU2R，n12
解析 原线圈的电流为 I1＝UP，由于 P、U 不变，故 I1 不变，由II12＝nn21＝k 得 P1＝I22R＝kPU2R；由I2I′1 ＝nn21′ ′＝nk 得 P2＝I2′2R＝nkPU2R，则PP21＝n12，故选项 D 正确。
[变式训练1] (多选)在远距离输电时，输送的电功率为
P，输电电压为 U，所用导线的电阻率为 ρ，横截面积为 S，
总长度为 l，输电线损失的功率为 ΔP，用户得到的功率为
P′，则下列关系式正确的是( )
A．ΔP＝Uρ2lS
B．ΔP＝PU22ρSl
C．P′＝P－Uρ2lS
D．P′＝P1－UPρ2Sl

5.1 交变电流

5.1 交变电流
第五章 交变电流
5.1 交变电流
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 2、交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流
二、交变电流的产生
交 流 发 电 机 模 型
过程分析
B⊥S V // B
Φ最大 E=0 I=0
中性面
B∥S V⊥B Φ=0 E、I最大
感应电流方向b到a
三、交变电流的变化规律 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 ）
e 2 NBL1v sin t
∴
e NBL1L2 sin t
令 Em 则有
L2 又v 2
NBL1L2=NBSω
e Em sin t
e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值）NBSω
B c
b
c d
c
b K L B A
c
b a
b
b
a
d
d
L
k
L
A
k
a
c K L B A d L
a
d
A
k B
A
B
a
e
Em
T/4 2T/4 3T/4 3π/2 T 2π
t
ωt
o
π/2
π
五、交变电流的种类 (1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩讨论
线圈转动一周， 多少次经过中性面? 电流方向改变多少次?
c(d)
O a(b)
1.中性面：垂直磁场方向的平面．
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大 φ=BS，但△φ/△t =0最小，（ ab和cd边都不切割 磁感线），线圈中的感应电动势为零．

交变电流(节和节)

交变电流(节和节)

3、规律：
函数表达式：从中性面开始计时
电动势:
e Em sin t
Em NBS
在纯电阻电路中:
电流:
i Im sin t
电压:
u Um sin t
一、描述交流电的物理量： 1、最大值（峰值）： Em Um Ｉm
Em NBS
２、瞬时值： u i e
３、周期和频率：
T和f的物理意义：表征交流电变化的快慢。
第五章
一、交变电流
1、交变电流： 大小和方向都随时间做周期性 变化的电流叫做交变电流,简 称交流(AC)。
2、直流电： 方向不随时间变化的电流叫 做直流电,简称直流（DC）。
典型例题1：
下列表示交变电流的有（CE ）
i
u
i
0
t0
t0
t
(A)
(B)
(C)
i
e
0
t0
t
(D)
(E)
二、交变电流的产生（交流发电机） 1、发电机的基本构造
e=Emsinωt i=Imsinωt u=Umsinωt
Em=NBSω叫电动势的最大值 Im=Em/R叫电流的最大值 Um=ImR叫电压的最大值
1．中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫 做中性面．
（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．
D(C)
最小？这时感应电动势是最大
还是最小？
4、试推导感应电动势大小的变化规律公式。
若线圈平面从中性面开始转动，如图，则经过时间t：
t=0
v11
A(B)
θ
v v⊥

5-1交变电流

5-1交变电流

有一10匝正方形线框，边长为20cm，线框 总电阻为1Ω，线框绕OO′轴以10πrad/s的角 速度匀速转动，如图所示垂直于线框平面 向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5T.问：
(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、 电流最大值分别是多少？ (2)线框从图示位置转过60°时，感应电动 势的瞬时值是多大？ (3)写出感应电动势随时间变化的表达式．
答案：BCD 解析：紧扣正弦交流电产生的条件可知， 轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状没 有特别要求.
(1)函数形式：电动势瞬时值 e ＝ Emsinω t ； 电压的瞬时值u＝Umsinω t；电流的瞬时值 i＝Imsinω t； (2)图象形式：用正弦(或余弦)曲线表示 交变电流随时间的变化规律，如下图所 示．

A．将线圈水平向右匀速拉出磁场 B．使线圈以OO′为轴匀速转动 C．使线圈以ab为轴匀速转动 D．磁场以B＝B0sinωt规律变化 答案：BCD 解析：将线圈向右拉出磁场时，线圈中电 流方向不变，A错，B、C两种情况下产生 交变电流，只是在C情况下当线圈全部位 于磁场外的一段时间内线圈内没有电流， 由法拉第电磁感应定律可知D种情况下产 生按余弦规律变化的电流，B、C、D对.

ΔΦ ①线圈平面与中性面重合时，Φ 最大、 ＝0，e (3)特点分析： Δt
＝0、i＝0、电流改变方向； ②线圈平面与中性面垂直时(与平行面重合时)，Φ ＝ ΔΦ 0、 最大、e 最大、i 最大、电流方向不变． Δt ③线圈平面转动一周，电流方向改变两次．
线圈转动过程中的平均电动势如何求？ 答案：线圈在转动过程中某一段时间内或 从一个位置到另一个位置的过程中所产生 的电动势，称为平均电动势，它不等于始、 末两时刻瞬时值的平均值，必须用法拉第 电磁感应定律计算，即 同理，计算交变电流在某段时间内通过导 体横截面的电荷量，也必须用平均值，即

51交变电流-天津市第一中学人教版高中物理选修3-2课件(共21张PPT)

51交变电流-天津市第一中学人教版高中物理选修3-2课件(共21张PPT)
我国生产和生活所用的交流电，周期是0. 02 s，频率是50 H：．每秒钟内，电流的方向变化100 次。
4. 线圀转动角速度 不频率f的关系： 2f
二、常用的四个值 1．峰值
1 匝数为N的矩形线圀在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转到不磁感线平行时，感应电动势有最大值
Em NBS 戒者 Em Nm ，此时电路中的电流及用电器两端的电压也最大。
3．有效值
（2）正弦式交流电的有效值不峰值乊间的关系
E
Em 2
0.707Em
,
I
Im 2
0.707I m
以上这种 2 倍的关系，仅适用于正弦式交变电流，对于非正弦式交变电流，应按电流的热效应求
解交变电流的有效值。
非正弦交流电丌满足上述关系，如下图所示的电流
I 2 RT
I
2 1
R
T 2
I
2 2
R
（3） QR
R(BL1L2)2
T 2
I
I2 1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
I
2 2
2
（3）用电器铭牌上标注的电流、电压及电表测量值等均指有效值。提到交变电流的数值，凡是没有说
明的，所指的数值均为有效值。电气元件的保险丝的熔断电流为有效值。
4．平均值 平均值即乊前在电磁感应中讲过。 求解平均电流和电荷量时，会与门用到。
（4）平均值：求电荷量
例1：如图为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圀的面积为S，共有n匝，线圀总电阻为r，处于 磁感应强度为B的匀强磁场中，可绕不磁场方向垂直的固定对称轴OO转动，线圀在转动时可以通过滑 环K和电刷L保持不外电路电阻R的连接，在外力作用下线圀以恒定的角速度ω绕轴OO'匀速转动．（丌 计转动轴及滑环不电刷的摩擦）

高二物理第五章交变电流复习课件

高二物理第五章交变电流复习课件

【解析】（1）由题图乙可知通过线圈导线的任意一个横截面 的电流的最大值Im=2.0A。 （2）矩形线圈转动的周期 T=4.0×10-3s。 （3）由有效值I= P=I2R=
I m 2 =4W。 R 2 Im 知，线圈电阻上产生的电热功率为 2
（4）由能量守恒定律可知，外界对线圈做的功先转化成电能
再转化成电热，1min内外界对线圈做的功W=Pt=240J。
为 E E m 2 Bnr
2
2
4
2
2
电阻R上产生的热量
E 2 T 4 B2 r 4 n Q （ ） R 。 R 4 8R
（2）在线圈从图示位置转过 1 转的时间内，电动势的平均值
为 E 。
t
4
2 E Br 通过R的电荷量 q I t t 。 R R 2R
A.通过R1的电流有效值是
6 A 5
B.R1两端的电压有效值是6 V
C.通过R2的电流最大值是 6 2 A
5 D.R2两端的电压最大值是 6 2 V
【标准解答】选B。首先从交变电流图像中找出交变电流的最 大值即为通过R2的电流的最大值为
3 2 A，由正弦交变电流最 5
大值与有效值的关系Im= 2 I，可知其有效值为0.6 A，由于R1 与R2串联，所以通过R1的电流的有效值也是0.6 A，A、C错 误；R1两端电压的有效值为U1=IR1=6 V，B正确；R2两端电压 的最大值为 U m2＝I m R 2 3 2 20 V 12 2 V， D错误。
答案：（1）2.0A
（3）4W
（2）4.0×10-3s
（4）240J
二、交变电流图像的应用
交流电的图像反映了交变电动势（电流）随时间变化的特征， 对正弦式交流电来说，我们可以从图像中获取如下信息： 1.交流电的周期（T）：一个完整的正弦波对应的时间段，知 道了周期便可以算出线圈转动的角速度ω =

高中新教材物理课件选择性必修第二册第章交变电流

高中新教材物理课件选择性必修第二册第章交变电流
高中新教材物理课件选择性 必修第二册第章交变电流
汇报人：XX 20XX-01-23
目 录
• 交变电流基本概念 • 电阻、电感和电容对交变电流作用 • 变压器原理及应用 • 远距离输电与高压输电技术 • 日常生活中交变电流现象解释 • 实验：测量交变电流参数和波形图绘制
01 交变电流基本概 念
交变电流定义及特点
缺点
需要建设大量的输电线路和变电站 ，投资成本高；输电线路容易受到 自然灾害等不可控因素的影响，运 行维护成本高。
高压输电技术发展历程
初期阶段
现阶段
20世纪初，高压输电技术开始得到应 用，但当时主要采用直流输电方式， 电压等级较低。
目前，特高压交流输电和直流输电技 术已经成为远距离输电的主要方式， 具有输电容量大、距离远、损耗小等 优点。
电容对交变电流作用
储存电能
电容是一种储存电能的元件，当交变电流通过电容时，它会 在极板间储存电荷并产生电场。因此，电容对交变电流的阻 碍作用与频率有关，频率越高，阻碍作用越弱。
消耗有功功率
与电感不同，电容在交变电流中会消耗有功功率，即它会真 正消耗电能并将其转化为其他形式的能量（如热能）。有功 功率的消耗会导致电网的效率下降，因此需要采取措施来减 少电容的有功功率消耗。
02 电阻、电感和电 容对交变电流作 用
电阻对交变电流作用
阻碍电流
电阻是指导体对电流的阻碍作用，在交变电流中同样存在。电阻越大，对电流 的阻碍作用越强，电流通过导体时产生的热量也越多。
不消耗电能
虽然电阻会阻碍电流并产生热量，但它不会像电感或电容那样消耗电能。在交 变电流中，电阻只是将电能转化为热能，而不会改变电流的频率或幅度。
和电器。
使用符合安全标准的电器和 电线，不乱接乱拉电线，避

高中物理(人教版)选修3-2教学课件：第五章 1 交变电流

高中物理(人教版)选修3-2教学课件：第五章 1 交变电流
线,线圈产生的电动势最大,也可以这样认为,线圈处于竖直位置时,
磁通量为零,但磁通量的变化率最大。
答案:C
迁移应用
(多选题)线圈在匀强磁场中绕垂直于匀强磁场且在线圈平面内
的轴匀速转动时产生交变电流,则下列说法中正确的是(
)
A.当线圈位于中性面时,线圈中感应电流最大
B.当穿过线圈的磁通量为零时,线圈中感应电动势最大
所产生的电动势,称为平均电动势。它不等于始、末两时刻瞬时值
的平均值,必须用法拉第电磁感应定律计算,即 =
Δ
。
Δ
同理,计算交变电流在某段时间内通过导体横截面的电荷量,也
必须用平均值,即 q=Δt 式中 =

+
。
案例探究
如图所示,匀强磁场的磁感应强度 B=0.1 T,所用矩形线圈总电
阻为 R=100 Ω。线圈的匝数 n=100,边长 lab=0.2 m,lbc=0.5 m,以角
在 t 时刻,导线 ab 和 cd 因切割磁感线而产生的感应电动势均
为 E1=BL2v⊥
由图可知 v⊥=vsin ωt
则整个线圈的感应电动势为
e1=2E1=BL1L2ωsin ωt。
(2)当线圈由题图丙位置开始运动时,在 t 时刻整个线圈的感应
电动势为 e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)。
答案:(1)e1=BL1L2ωsin ωt (2)e2=BL1L2ωsin(ωt+φ0)
Δ

=2ωn
Δ
π
0.1×0.2×0.5
=2×100π×100×
π

(2) = 。


π
又 = ,t=Δt=2。
=n
V=200 V。

《交变电流是怎样产生的》课件ppt

《交变电流是怎样产生的》课件ppt

i
Rr

Rr
E
m
sin t
I m sin t
R两端的电压为
u U m sin t
除此，工程技术中经常采用的交变电流还有另外 的几种，如：
家庭电路中的 正弦交变电流
示波器中的锯齿 波形扫描电压
除此，工程技术中经常采用的交变电流还有另外 的几种，如：
电子计算机中 的矩形脉冲
激光通信用 的尖脉冲
3.2 交变电流是怎样产生的
一、交流发电机
（基本组成）

用来产生磁场的磁极 用来产生感应电动势的线圈（叫电枢）
交流发电机模型的原理简图
（基本种类）
旋转电枢式发电机(图a) 旋转磁极式发电机(图b) (无论哪种发电机，转动的部分叫转子，不动的部 分叫定子。) 区别：前者，感应电动势不能很高； 后者，能克服上述缺点，提供很高的电压。
l2 解：)对于单匝线圈eab ecd Blv sin t Bl1 sin t (1 2 e 2eab Bl1l2 sin t Bs sin t 当线圈为N匝时 Ne NBs sin t 感应电动式的最大值 m NBs
(2)根据闭合电路的欧姆定律 NBS NBS i sin t , I m R R R

练习:
1.对于正弦交流电，下列说法正确的是（ ） A.线圈转动一周，电流大小改变两次 B.线圈转动一周，电流大小不变 C.线圈转动一周，电流大小随时改变 D.线圈转动一周，电流大小改变四次 2.手摇发电机转动时，小灯泡为何一闪一闪 的呢？ （1）灯泡发光需要一定的电压，当U定>Um时，就能使灯 泡发光。 （2）如图，当T1<t<T2时间内，小灯泡亮了，当T2<t<T3时 间内，小灯泡变暗了，在T3<t<T4时间内小灯泡又亮了。 （3）小灯泡在线圈转动一轴的过程中，闪亮两次。 这充分证明：交变电流的强度是随时间做周期变化。

高中物理选修3-2电磁感应第五章《交变电流》(人教版)

高中物理选修3-2电磁感应第五章《交变电流》(人教版)

物理选修3-2第五章交变电流第一节交变电流肥城市第六高级中学汪顺安●教学目标一、知识目标1.使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面.2.掌握交变电流的变化规律及表示方法.3.理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义.二、技能目标1.掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）.2.培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力.3.培养学生运用数学知识解决物理问题的能力.三、情感态度目标培养学生理论联系实际的思想.●教学重点交变电流产生的物理过程的分析.●教学难点交变电流的变化规律及应用.●教学方法演示法、分析法、归纳法.●教学用具手摇单相发电机、小灯泡、示波器、多媒体教学课件、示教用大的电流表.●课时安排1课时●教学过程一、引入新课［师］出示单相交流发电机，引导学生首先观察它的主要构造.［演示］将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路.当线框快速转动时，观察到什么现象?［生］小灯泡一闪一闪的.［师］再将手摇发电机模型与示教电流表组成闭合电路,当线框缓慢转动(或快速摆动)时,观察到什么?［生］电流表指针左右摆动.［师］线圈里产生的是什么样的电流？请同学们阅读教材后回答.［生］转动的线圈里产生了大小和方向都随时间做周期性变化的交变电流.［师］现代生产和生活中大都使用交流电.交流电有许多优点，今天我们学习交流电的产生和变化规律.二、新课教学1.交变电流的产生［师］为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？［生］对这个问题有浓厚的兴趣,讨论热烈.［师］多媒体课件打出下图.当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时,哪些边切割磁感线?［生］ab与cd.［师］当ab边向右、cd边向左运动时,线圈中感应电流的方向如何?［生］感应电流是沿着a→b→c→d→a方向流动的.［师］当ab边向左、cd边向右运动时,线圈中感应电流的方向如何?［生］感应电流是沿着d→c→b→a→d方向流动的.［师］正是这两种情况交替出现,在线圈中产生了交变电流.当线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最大?［生］线圈平面与磁感线平行时,ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向垂直,即两边都垂直切割磁感线,此时产生感应电动势最大.［师］线圈转到什么位置时,产生的感应电动势最小?［生］当线圈平面跟磁感线垂直时,ab边和cd边线速度方向都跟磁感线平行,即不切割磁感线,此时感应电动势为零.［师］利用多媒体课件,屏幕上打出中性面概念:(1)中性面——线框平面与磁感线垂直位置.(2)线圈处于中性面位置时,穿过线圈Φ最大,但=0.(3)线圈越过中性面,线圈中I感方向要改变.线圈转一周,感应电流方向改变两次.2.交变电流的变化规律设线圈平面从中性面开始转动,角速度是ω.经过时间t,线圈转过的角度是ωt,ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt,如右图所示.设ab边长为L1,bc边长L2,磁感应强度为B,这时ab边产生的感应电动势多大?［生］e ab=BL1vsinωt=BL1·ωsinωt=BL1L2sinωt［师］cd边中产生的感应电动势跟ab边中产生的感应电动势大小相同,又是串联在一起,此时整个线框中感应电动势多大?［生］e=e ab+e cd=BL1L2ωsinωt［师］若线圈有N匝时,相当于N个完全相同的电源串联,e=NBL1L2ωsinωt,令E m=NBL1L2ω,叫做感应电动势的最大值,e叫做感应电动势的瞬时值.请同学们阅读教材,了解感应电流的最大值和瞬时值.［生］根据闭合电路欧姆定律,感应电流的最大值I m=,感应电流的瞬时值i=I m s i nωt.［师］电路的某一段上电压的瞬时值与最大值等于什么?［生］根据部分电路欧姆定律,电压的最大值U m=I m R,电压的瞬时值U=U m sinωt.［师］电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示,如下图所示:3.几种常见的交变电波形三、小结本节课主要学习了以下几个问题：1.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流.2.从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=NBSωs i nω t,感应电动势的最大值为E m=NBSω.3.中性面的特点：磁通量最大为Φm，但e=0.六、本节优化训练设计1.一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势E随时间t的变化如图所示，则下列说法中正确的是A.t1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C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当电动势E变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大2.一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311 V，线圈在磁场中转动的角速度是100π rad/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，电路中的总电阻为100 Ω，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式.在t= s时电流强度的瞬时值为多少？3.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生交流电压为u=220s i n100πt V，则A.它的频率是50 HzB.当t=0时，线圈平面与中性面重合C.电压的平均值是220 VD.当t= s时，电压达到最大值4.交流发电机工作时的电动势的变化规律为e=E m s i nωt，如果转子的转速n提高1倍，其他条件不变，则电动势的变化规律将变化为A.e=E m s in2ωtB.e=2E m s in2ωtC.e=2E m s in4ωtD.e=2E m s inωt参考答案：1.D2.解析：因为电动势的最大值E m=311 V，角速度ω=100 π rad/s，所以电动势的瞬时值表达式是e=311s in100πt V.根据欧姆定律，电路中电流强度的最大值为I m= A=3.11 A，所以通过负载的电流强度的瞬时值表达式是i=3.11s in100πt A.当t= s时，电流的瞬时值为i=3.11s in(100π·)=3.11×A=1.55 A.3.ABD4.B四、作业问题与练习第3、4题五、板书设计●教后记注重与电磁感应的联系，重视交变电流产生的原理，多与现实生活和生产联系，并注重知识的灵活应用。

交变电流课件

交变电流课件

二、交变电流的产生
图2 假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图 2 甲至丁所示.请分析判断： (1)图中，在线圈由甲转到乙的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？ (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？ (3)当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？ (4)大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从 E 经过负载流向 F 的电流记为正， 反之为负.在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻.
解析
(1)交变电流电动势的峰值为 Em＝2nBLv＝nBSω＝10×0.5×0.22×10 π V≈6.28 V 图4 电流的峰值为 Im＝ERm≈6.28 A.
(2)从中性面位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 e＝Emsin ωt≈6.28 sin（10πt）V.
(3)线圈从中性面位置开始转过 30°，感应电动势 e＝Emsin 30°≈3.14 V.
1.交变电流
方向随时间做 周期性 变化的电流，简称 交流 .
2.直流
方向 不随时间变化的电流.
对直流电流和交变电流的区分主要是看电流
方向 是否变化.
3.图象特点
(1)恒定电流的图象是一条与时间轴 平行的直线 . (2)交变电流的图象有时在时间轴的上方，有时在时间轴的下方，随时间做 周期性 变化.
二、交变电流的产生
一、交变电流的判断 例 1 如下图所示图象中属于交流电的有
(ABC)
交变电流
电流方向 变化
×
图象有正 负变化
二、交变电流的产生
例 2 矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说
法正确的是
× A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 × B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零

第五交变电流

第五交变电流
铁芯
e
原 ∽U1线
圈
n1 n2
副
线 U2 圈
0
t1
t2 t3
t
t4
变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：
电能 → 磁场能 → 电能转化
(U1、I1) (变化的磁场)
( U2、I2)
三、变压器的变压规律
线圈两端的电压与 线圈匝数有什么关系？
猜想假设：
设计实验方案： 1、实验目的是什么？ 2、输出电压大小除了与线圈匝数有关，还与什么因素有关？ 3、我们应该采用什么实验方法？ 4、在实验过程中，我们需要测量的物理量是什么？需要改变 的物理量是什么？
则( AC)
A．电源输入功率为60W
B．电流表的示数为6A
C．电流表的示数为0.015A
D．原线圈端电压为10V
5.4 变压器 小结
一、变压器的构造
1．示意图
2．符号
二、变压器的工作原理：
1、互感现象：变压器只能改变交流电的电压和电流
P ＝P 2、能量转化：电能→磁场能→电能
3、理想变压器： 入
出
记录数据
U1
n1
n2
（不变）
120 60
120 240
U2
n1/ n2 U1/U2
U1
n1
n2
（不变）
60 120
240 120
U2
n1/ n2 U1/U2
实验结论
铁芯
U1 n1 U 2 n2
原 ∽U1 线
圈
n1 n2
副 线 U2 圈
原因：能量在铁芯及原副线圈处有损耗
四、理想变压器
——没有能量损失的变压器
A 10V C 0V

交变电流(教学课件))

交变电流(教学课件))
刻线圈产生的电动势为多少？
A(B)
⑤此时线圈中的感应电动势多大？
A t
·
v
e2 = 2e1 = Bldsin ωt = BSsin ωt
B
⑥若线圈由N匝组成，此时感应电动势多大？
e = Ne2 = NBldsin ωt = NBSsin ωt
这样的发电机产生的电流大小和方向有什么特点？
×D
若线圈从中性面的垂面（峰值面）开始计时，在t 时刻线圈中的
感应电动势是多少？
中性面
D(C)
t=0
B
ωt
A(B)ωt
v⊥ v
v‖
e = NBSωcosωt = Em cosωt
另一种推导方式：
π
e = NBSωsin(ωt + ) = Em cosωt
2
负载两端电压变化规律： u
U m cos t
化规律如何？
e NBS
i
sin t I m sin t
R
R
负载两端的电压
u iR I m R sin t U m sin t
按正弦规律变化
和流过的电流也
其中Um 、 Im分别叫电压和电流的最大值，也叫峰值。
而u、i 则是相应的物理量的瞬时值。
以上表达形式是不是什么情况下都成立？
流过负载的电流变化规律：i
I m cos t
说明：物理学中，正弦交变电流与余弦交变电流(本质规律都相同)
统称为正弦式交流电
课堂总结
交流发电机
磁极
交变
电流
电枢
交变电流的产生
交变电流的变化规律
e = NBldsin ωt = NBSsin ωt
1.(交变电流的判断)(多选)下图所示图像中属于交变电流的有(
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B
b
c
a
d
k
L
A
B
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
2020-12-11谢谢你的观赏
22
四、交流电的图像
e
Em
0
t
-Em
i
Im
0
t
-Im
2020-12-11
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23
五、交变电流的种类
(1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲
对值最小
2020-12-11
e
Em
0 t1 t2
t3 t4
t
-Em 谢谢你的观赏
32
5.1交变电流 小结
1、知道交变电流定义（AC）：大小和方向都随时间作周期性变 化的电流。方向不随时间变化的电流为直流电（DC）。辨析电流 图2、。理解交变电流产生的过程：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场 的轴匀速转动产生正弦式交变电流。能画出四幅过程图。 垂直 磁场方向的平面叫做中性面。 （重点） 3、推导和理解交变电流的变化规律：（重难点） （1）方向变化规律----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，感应电流的方向改变两次。 φ 最大，△φ/△t =0最小，感应电动势最小E=0
2、电流按正弦规律变化 i Im sin t
3、电压按正弦规律变化 u Um sin t
电流i通过R时：u iR，Um ImR.
成立条件：
转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时
2020-12-11
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20
四、交流电的图像
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
2020-12-11
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3
2020-12-11
谢谢你的观赏
4
做一做
2020-12-11
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5
2020-12-11
谢谢你的观赏
6
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
2020-12-11
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7
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？
谢谢你的观赏
10
判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
N
b
a d
S
2020-12-11
c a
V
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N
V
d
S
11
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)
2020-12-11
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12
判断此位置有没有感应电流，方向怎么样？
第五章《交变电流》
第一节 《交变电流》
2020-12-11
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1
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
2、交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流
交变电流可以变成直流！
交变电流是如何产生的呢？
2020-12-11
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2
二、交变电流的产生
交 流 发 电 机 模 型
29
1、组成：①用来产生感应电动势的线圈（叫电枢） ②用来产生磁场的磁极
2、种类 ①旋转电枢式发电机 ②旋转磁极式发电机转 动的部分叫转子，不动的部分叫定子
2020-12-11
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30
５、交流发电机有两种， 即 旋转磁极式 、旋转电枢式 ．其 中转动的部分叫 转子 ，不动的部 分叫 定子 ．发电机转子是 由 水轮机 、蒸汽轮机 或其它动 力机带动
线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在
任一时刻t感应电动势的瞬时值e
为 e=Emsinωt ．若电路总电阻为Ｒ，则
感应电流的瞬时值Ｉ为 i=(Em/R)·sinωt．
e
Em
0
2020-12-11
-Em
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t
27
六、交流发电机
2020-12-11
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28
2020-12-11
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2020-12-11
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31
6、一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线
圈平面的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时
间t的变化如图所示,下面说法中正确的是 C
A.t1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 C.t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝
线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流；
2020-12-11 转到乙、丁位置谢谢时你的线观赏圈中电流最大！
15
思考与讨论
线圈转动一周，
多少次经过中性面?
电流方向改变多少次?
2020-12-11
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c(d)
O a(b)
16
2020-12-11
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17
1.中性面：垂直磁场方向的平面．
（1）线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大 φ=BS，但△φ/△t =0最小，（ ab和cd边都不切割 磁感线），线圈中的感应电动势为零．
e 2NBL1vsin t
又v L2
2
∴ e NBL1L2 sin t
令Em NBL1L2=NBSω
则有 e Em sin t
e为电动势在时刻t的瞬时值，
2E020m-12为-11 电动势的最大值谢谢（你的观峰赏 值）NBSω
19
1、电动势按正弦规律变化
E nBS max
e Em sin t
NN
SS
2020-12-11
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2020-12-11
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
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14
（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→b 丙转到丁呢？ 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？
(4)激光通信中的尖脉冲
2020-12-11
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24
课堂练习
１、交变电流：大小 和方向 都随时间做 周期性变化 的电流叫 做交变电流．电压和电流随时间按 正弦规律变化的交流电叫正弦交流电
２、交流电的产生：矩形线圈在匀 强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速旋
转时，线圈中就产生 正弦交流电 ．
2020-12-11
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25
３、当线圈平面垂直于磁感线时， 线圈各边都不切割磁感线，线圈中没 有感应电流，这样的位置叫 做 中性面 ．线圈平面每经过中性面 一次，感应电流方向就改变一次，因 此线圈转动一周，感应电流方向改 变 两次 ．
2020-12-11
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26
４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，
（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．
2.线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感应电
动势最大。
2020-12-11
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三、交变电流的变化规律
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 ）
ab边 cd边
（2）怎样将立体图转化为平面图？
2020-12-11
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8
将立体图转化为平面图
2020-12-11
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2、过程分析
B⊥S Φ最大 E=0 I=0 中性面
垂直磁场方向的平面叫做中性面。
线圈经过中性面时，Φ最大，
但线圈中的电动势为零 (V // B)
2020-12-11