人教版物理选修32课件5.1《交变电流》.ppt

电流i通过R时：ui R ， U mImR.
成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时
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
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
四、交流电的图像
e
Em
0
t
-Em
i
Im
0
一 科 护 士 长 。这五 年间,在 院领导 班子和 科主任 领导下 ,能坚持 学习,撰 写论 文。 “门诊
做一做
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
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？
将立体图转化为平面图
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 。
i t
A
B
C
D
2 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随时 间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是 ( )：
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

５、交流发电机有两种， 旋转磁极式
即 旋转电枢式 、
．其
转子中转动的部分叫 定子，不动的部
分叫 水．轮发机电机转蒸子汽是轮机
由
、
或其它动
力机带动
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
（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）
i=Imsinωt Im=Em/R+r 叫电流的最大值（峰值）
u=Umsinωt Um=ImR 叫电压的最大值（峰值）
电流通过R时： u iR，Um ImR.
三、课堂练习
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 ．
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 中性面
做
．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
两变次
．
４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，
.. . E平均 = 2NBS ω/π
练习
一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为 Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，试写出电动 势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总 电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表 达式。
解： 电动势瞬时值的表达式为：
又v L2
2

具 有
3.感应电动势: E=0
的 特
4.磁通量的变化率: ∆Φ/∆t= 0
点 5.感应电流: I=0
将立体图转化 为平面正视图
v
v
我们称为与中性面垂
直的面（峰值面）
1.线圈平面与磁场平行(B//S)，速度方向与磁场方向垂
此 时
直(B⊥v)
线 圈
2.磁通量:
Φ=0
具 有
3.感应电动势:
E=BLv 最大
交变电流的变化规律:
以线圈经过中性面开始计时（AB和CD边切割磁感线 ），在时刻t线圈中的感应电动势
匝数 e=BSω sin ωt 面积 若为N匝线圈 e = NBSω sin ωt
令 Em = NBSω 则 e = Em sin ωt
e :为电动势在时刻t的瞬时值 Em :为电动势可能达到的最大值——峰值
2.感应电流方向DCBA
3.转过180度
C D
B A
v∥B，没有边切割磁感线。 特点：B⊥S，φ最大
没有切割，E=0，I=0
B⊥S，φ最大
D(C)
B
A(B)
此时位置称之为--中性面 B⊥S，φ最大，E=0
4.转过270度
C D
B A
B∥S，φ=0
D(C)
A(B)
B
a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线， E最大，I最大 特点：1.B∥S，φ=0，E最大，I最大， 2.感应电流方向ABCD
电刷
【演示1】
观察小灯泡的发光情况
“亮”、“闪” 亮: 说明有电流通过灯泡 闪: 通过灯泡电流大小是变化
线框中产生的感应电流强度大小是变化的
【演示2】
G
观察二极管的发光情况

次定律可知电流方向也不断发生变化,所以产生的是交 流电,故C正确;D项中当线框以O点为转轴转动时,磁通 量没有发生变化,不会有感应电流产生,故D错误。所以 A、C正确,B、D错误。
二 交变电流的变化规律 考查角度1 交变电流的变化规律 【典例1】(多选)一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心 轴旋转,切割磁感线的两边通过导体圆环外接电阻R,自 图示位置开始以角速度ω匀速转动,则通过R的电流
2.(多选)如图甲所示,一矩形线圈abcd在匀强磁场中绕 垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈所围的磁通量Φ随时 间t变化的规律如图乙所示。下列论述正确的是
世纪金榜导学号( )
A.t1时刻线圈平面与中性面重合 B.t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线平行 C.t3时刻线圈感应电动势为0 D.t4时刻线圈中感应电流方向发生改变
2.交变电流瞬时值表达式的书写技巧: (1)确定正弦交变电流的峰值,根据已知图象读出或由 公式Em=nBSω求出相应峰值。 (2)确定线圈的角速度:可根据线圈的转速或周期由ω= 2 =2πf求出,f表示线圈的频率也可表示每秒的转数。
T
(3)明确线圈的初始位置,找出对应的函数关系式。 ①线圈从中性面位置开始转动,则e-t,i-t,u-t图象为 正弦函数图象,函数式为正弦函数。 ②线圈从垂直中性面位置开始转动,则e-t,i-t,u-t图 象为余弦函数图象,函数式为余弦函数。
电动势的瞬时表达式为e=314 cos100πt V。
(3)q=IΔt, 从t=0起转过90°的过程中,Δt时间内流过R的电荷量
q＝ N t＝ NBS t(R r) R r
＝50 0.4 0.20 0.25 C＝0.1 C。 9 1
答案:(1)a→d→c→b→a (2)e=314 cos100πt V (3)0.1 C

人教版高中物理选修3-2 5.1交变电流的产生和变化规律(共17张PPT)
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b
c
c
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A
B
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K L
A
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B
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b
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a
dk
a
A
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B
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K L
A d
B
b
c
a
d
k
L
A
B
甲
乙
丙
丁
戊
中性面： B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 电流方向发生改变， 线圈转一圈电流方向改变两次
（3）电路上的电压
u U m sin t
电流 i I m sin t
通过R时：
u iR，U m Im R.
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四、正弦交变电流的图象
b
c
c
d
a
d
k
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(丙)
没有边切割磁感应线
特点: 中性面(B⊥S)， Φ最大， E=0 , I=0
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小结
1、交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
2、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
3、交变电流的变化规律： （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。
（2）大小变化规律-------按正弦规律变化：
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5.1 交变电流
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优 质 课 件 优 秀课件 课件公 开课免 费课件 下载免 费ppt下 载人教 版选修 3－2 5 . 1 交 变电流 (共19张 PPT)
1.线圈经过中性面时，磁通量最大，感应电动势为零， 感应电流为零。
2.线圈每经过中性面一次，交流电方向改变一次， 线圈每转动一周，两次经过中性面，交流电的方向 改变两次。 3.线圈与磁感线平行时（与中性面垂直） ，磁通量为 零，感应电动势最大，感应电流最大。
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理解
公式：e Em sin t
1、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动时，所 产生的交变电流按照正弦函数的规律变化——正弦式交流电
2、Em匀速转动过程中能产生电动势的最大值——峰值， ω为线圈转动的角速度 e为瞬时值
3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立
4、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧

人教版七年级上册Unit4 Where‘s my backpack？
超级记忆法-记忆 方法
TIP1：在使用场景记忆法时，我们可以多使用自己熟悉的场景（如日常自己的 卧 室、平时上课的教室等等），这样记忆起来更加轻松； TIP2：在场景中记忆时，可以适当采用一些顺序，比如上面例子中从上到下、 从 左到右、从远到近等顺序记忆会比杂乱无序乱记效果更好。
（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．
三．交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线 圈中的感应电动势（ab和cd边切割磁感步骤 获取并理解
2 根据参考复述
费
3 仅靠大脑复述
曼
4 循环强化
学
5 反思总结
习
6 实践检验
法
费曼学习法--
实操
第一步 获取并理解你要学习的内容
（一） 理 解 并 获 取
1.知识获取并非多多益善，少而精效果反而可能更好，建议入门时选择一个概念或 知识点尝试就好，熟练使用后，再逐渐增加，但也不建议一次性数量过多（根据自 己实际情况，参考学霸的建议进行筛选）； 2.注意用心体会“理解”的含义。很多同学由于学习内容多，时间紧迫，所以更 加急于求成，匆匆扫一眼书本，就以为理解了，结果一合上书就什么都不记得了。 想要理解，建议至少把书翻三遍。
身体记忆法小妙招
超级记忆法--故 事法
• 鲁迅本名：周树人
• 主要作品：《阿Q正传》、、 《药 》、
• 《狂人日记》、《呐喊》、《孔 乙己》

u= Umsinωt .
③电流i随时间变化的规律:i= Imsinωt .
其中ω等于线圈转动的 角速度, Em=
N. BSω
e Em
0 -Em
i
Im
0
-Im
u
Um
0
-Um
Φ
Φm
0
t1
-Φm
t e Em sin t
t i Im sin t
t u Um sin t
思考：磁通量变化规律？
t
t2
t3 t4
三.交变电流的变化规律
在匀强磁场B中，矩形线圈AB边长为L1，BC边 长为L2，逆时针绕垂直于磁场的轴匀速转动，角 速度为ω，从中性面开始计时，经时间t，线圈 中的感应电动势是多少？
B
A C
D
L1
A
B
L2
C
D
v1
θ
θ
v
v2
问题（已知B 、L1 、L2 、ω、 t ）
①线圈与中性面的夹角是多少？θ=ωt ②ab边速度方向与磁场方向夹角多大？ π-θ ③ab边的速度是多少？ v=ωL2/2
中性面:线圈平面与 磁感线垂直的位置
B A
C D
①线圈通过中性面瞬间不切割磁感线，感应电动势、 感应电流为零。 ②中性面位置磁通量最大，磁通量的变化率等于０。
③每当线圈经过中性面一次，感应电流方向就改变一次。
【例2】一矩形线圈在匀强磁场中匀速转 动，当线圈通过中性面时( B )
A．线圈平面与磁感线方向平行 B．通过线圈的磁通量达到最大值 C．通过线圈的磁通量变化率达到最大值 D．线圈中的电动势达到最大值
D
产
生
B
电
A

解：图中的位置，线框的向右的磁通量增大，感应电 流的磁场才方向向左，所以感应电流的方向为:
MILKN，如图：
从中性面开始计时感应电 动势的瞬时表达式为:
E＝ Emsinwt
当线圈平面与中性面夹角 为30°时，即wt＝30°，则:
E
1 2
Em
1 2
BSw
一、交变电流
课堂小结
1、交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化 2、直流电流：①大小变化，方向不变化的叫直流
那么交流电是如何产生的呢？
二、交变电流的产生 交 流 发 电 机 模 型
B0
中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置。 ①此位置AB、CD边的速度方向与磁感线平行，各 边都不切割磁感线，故呈电中性所以叫中性面。 ②线圈经过中性面时，Φ最大（B⊥S），但线圈 中E=0，电流I=0。
Φ
顶点（中性面）
Φm
大。I也最大。感应电流方向B到A。
Φ
垂直中性面
Φm
斜率即为切线
-Φm
②而线圈平面转到跟中性面垂直时,穿过线圈的磁通 量重为0，但是曲线的斜率最大，即磁通量的变化 率 最大，感应电动势最大。
t
C
O' D
O' C
N
S
B
ND
AS
L A
KF
OE 丙
L
K
F
OE 丁
当线圈再逆时针转过90。时，线框又处于中性面
当线圈转到什么位置时线圈中的电流最大?
当线圈转到乙、丁位置时，线圈平面与磁感线平行时 , AB边和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， 这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。

五、其他交变电流波形图
家庭电路 中的正弦
式电流
示波器中的 锯齿波扫描
电压
电子计算 机中的矩
形脉冲
激光通信用 的尖脉冲
正弦式交变电流规律
1. 交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流。
2. 交变电流的变化规律： （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。
A(B)
如 D(C) 图
乙
2、特点小结
（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，线圈中的电动势为零。 （2）线圈垂直中性面时，穿过线圈的磁通量为零，但 磁通量的变化率最大，线圈中的电动势为最大。 （3）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。
u＝Umsin ωt＝ REm sin ωt R＋r
i＝Imsin ωt＝ Em sin ωt R＋r
图象
1.如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、 cd 中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与 磁场夹角θ＝45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流
向b时，电流方向为正。则下列四幅图中正确的是 ( D )
三、交变电流的一般变化规律
如图所示，一线圈从中性面开始绕逆时针转动，角 速度为 ω。AB、CD 宽 L1，AD、BC 长 L2，经过时间 t， 处于图示位置，此时线圈中的感应电动势多大？
B A
C D
三、交变电流的一般变化规律
B
A C
D
t=0
v‖ A(B) θ v v⊥
中性面 B
D(C)
AB

1 交变电流
演示实验
交流发电机模型的原理简图
一、交变电流
1.交变电流(交流):大小和方向都随时间 做周期性变化的电流.
2.直流电：电流方向不随时间而 改变
二、交变电流的产生
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的 轴匀速转动
(甲)
没有边切割磁感应线
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
a（b）、d（c）边垂
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．
三．交变电流的变化规律
以线圈经过中性面开始计时，在时刻t线圈中的感
应电动势（ab和cd边切割磁感线 ）
e 2NBLv sint
v L
2
所以 e NBL2 sint
令 Em NBL2=NB ωS
律变化
电流 i I m sint 通过R时：
u iR，U m Im R.
四、交流电的图像
1.正弦交变电流的图像
b
a
d
kA
L
B
c
c
d
b
K L
A
a
B
c
b
bห้องสมุดไป่ตู้
a
dk
a
A
L
B
c
KA
L
d
B
b
c
a
d
kA
L
B
2.几种常见的交变电流
1、线圈转动一周，电流方向 改变多少次？
2、线圈转到什么位置时磁通 量最大？这时感应电动势是最 大还是最小？
3、线圈转到什么位置时磁通 量最小？这时感应电动势是最 大还是最小？
中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置叫做 中性面．