高中物理第二章交变电流章末课件教科选修32教科高二选修32物理课件

交变电流的产生及描述

【学习目标】

1.理解交变电流的产生过程，能够求解交变电流的瞬时值.

2.理解交变电流图象的物理意义.

3.知道交变电流“四值”的区别，会求解交变电流的有效值．

1．如图4所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功之比

W甲∶W乙为( )

图4

A．1∶2 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶6

2．如图5所示，在匀强磁场中有一个“π”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B＝52π

T，线框的CD边长为20 cm，CE、DF长均为10 cm，转速为50 r/s.若从图示位置开始计时：(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；

(2)在e－t坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化关系的图象．

图5

精准突破1：交变电流图象的应用

正弦交流电的图象是一条正弦曲线，从图象中可以得到以下信息：

(1)周期(T)和角速度(ω)：线圈转动的角速度ω＝2πT.

(2)峰值(Em、Im)：图象上的最大值．可计算出有效值E＝Em2、I＝Im2.

(3)瞬时值：每个“点”表示某一时刻的瞬时值．

(4)可确定线圈位于中性面的时刻，也可确定线圈平行于磁感线的时刻．

(5)判断线圈中磁通量Φ及磁通量变化率ΔΦΔt的变化情况．

例1 (多选)如图1所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是( )

图1

A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先后两次转速之比为3∶2

C．交流电a的瞬时值表达式为u＝10sin (5πt) V D．交流电b的最大值为203 V

精准突破2：交变电流有效值的计算

对于交变电流有效值的计算一般有以下两种情况：

课题：《交变电流》（选修３－２）

科目：物理 教学对象：高二5班 课时：1

提供者：王秋芬 单位：新安县职业高级中学

一、教学内容分析

交变电流是生产和生活中最常用到的电流，而正弦式电流又是其中最简单和最基本的形式．正弦电流产生的原理是基于电磁感应的基本规律，本章是前一章的延续和发展，是电磁感应的具体应用．本节知识是全章知识的理论基础．本节内容有承上启下的作用．

二、教学目标

【知识和技能】

1、理解交变电流是怎样产生的。

2、定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要特征物理量。

3、知道交流能通过电容器的原因，了解交流这一特性在电子技术中的应用。

4、初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促进人类社会进步的作用，进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。

【过程和方法】

1、培养学生阅读、理解及自学能力．

2、培养学生将知识进行类比、迁移的能力．

3、使学生理解如何建立新的物理概念而培养学生处理解决新问题能力．

4、培养学生应用数学工具处理解决物理问题的能力．

5、训练学生由特殊到一般的归纳、演绎思维能力．

【情感、态度、价值观】

1、由用电器铭牌，可介绍我国近几年的经济腾飞，激发学生爱国精神和为建设祖国发奋学习的精神．

2、让学生体会对称美．

三、学习者特征分析

学生对交变电流在这之前没有认真认识，对它只有一个模糊的概念，通过演示实验可让学生对交流电的产生有一感性认识，并对交流电的变化规律有更好的理解。

教学方法可采用老师指点，学生自学、讨论、推导总结，另方面也采用演示、观察、分析、对比等，培养学生知识迁移、活学活用的能力。 四、教学策略选择与设计

本节课的演示实验：手摇发电机发电，观察小灯珠的发光情况，用发光二极管观察电流方向、以及用灯丝的颤抖说明电流方向的变化．

在分析交流电的产生过程，则主要引导学生运用楞次定律、法拉第电磁感应定律这些基本原理解决新情境下的问题，弄清楚几个主要的问题：如磁通量与磁通量的变化；电流的最大位置与最小位置；中性面的概念．

1 第五章 交变电流

1 交变电流

A级 抓基础

1．(多选)下列各图中，线圈中能产生交流电的有(

)

答案：BCD

2．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是( )

A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变

B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次

C．线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次

D．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次

解析：根据交流电的变化规律可得，如果从中性面开始计时有e＝Emsin ωt和i＝Imsin ωt；如果从垂直于中性面的位置开始计时有e＝Emcos ωt和i＝Imcos ωt，从而不难看出：线圈平面每经过中性面一

2 次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向也改变一次；线圈每转动一周，感应电流和感应电动势方向都改变两次．C正确．

答案：C

3.矩形线圈在磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50

V，那么该线圈由右图所示位置转过30°，线圈中的感应电动势大小为(

)

A．50 V B．253 V

C．25 V D．10 V

解析：由题给条件知：交变电流瞬时值表达式为e＝50cos ωt＝50cos θ，当θ＝30°时，e＝25 3V，B对．

答案：B

4．(多选)如图所示，矩形线圈abcd放在匀强磁场中，ad＝bc＝l1，ab＝cd＝l2，从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴做匀速转动，则(

)

A．以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωsin ωt

B．以O1O1′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωsin ωt

C．以OO′为转轴时，感应电动势e＝Bl1l2ωcos ωt

D．以OO′为转轴跟以ab为转轴一样，感应电动势e＝Bl1l2ωsinωt＋π2

3 解析：以O1O1′为轴转动时，磁通量不变，不产生交变电流．无论以OO′为轴还是以ab为轴转动，感应电动势的最大值都是Bl1l2ω.由于是从与磁场平行的面开始计时，产生的是余弦式交变电流，故C、D正确．

1 第五章：交变电流单元测试题一

一、 选择题(每道小题 3分 共 36分 )

1、 对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是 （ ）

A、电流大小变化，方向不变，是直流电

B、电流大小、方向都变化，是交流电

C、电流最大值为0.2A，周期为0.01s

D、电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电

2、 对于理想变压器来说，下列说法中不正确的是

A、变压器是利用互感现象制成的

B、变压器可以改变各种电源的额定功率

C、变压器不仅能改变电压，还同时改变电流

D、变压器的初级电流随次级电流的增大而增大

3、 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:3，次级回路中联入三个均标有“36V，40W”的灯泡, 且均正常发光，那么, 标有“36V、40W”的灯泡A

A、也正常发光

B、将被烧毁

C、比另三个灯暗

D、无法确定

4、 面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，从中性面起以角速度ω匀速转动，在t时刻线圈磁通量的瞬时值为

A、BS B、BScosωt C、BSsinωt D、BS/sinωt

5、 如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈在转动中产生的感应电动势最大值为mE (V)，转动的角速度为ω(rad/s)。若线圈转到图示位置开始计时，那么下列四个式子中正确表达了该线圈上产生的电动势e随时间变化的函数式是

A、e=mEsinωt(V)

B、e=mEcosωt(V)

C、e=mEsin(ωt+90°)(V)

D、e=mEcos(ωt+90°)(V)

6、两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是

A、1：4

B、1：2

C、1：2

D、1：1 2 7、 交流电源电压u=20sin(100 ωt)V，电路中电阻R=10Ω。则如右图电路中电流表和电压表的读数分别为