《交變電流》系列 人教版高中物理課件

第1節(jié)：交變電流第1節(jié)：交變電流1手搖發(fā)電機模型手搖發(fā)電機電路結構G實驗現(xiàn)象說明什么？手搖發(fā)電機模型手搖發(fā)電機電路結構G實驗現(xiàn)象說明什么？2方向不隨時間變化的電流稱為直流電。例如電池供給的電流。大小和方向都隨時間做周期性變化，這樣的電流叫做交變電流。例如家庭照明電路中的電流。1、直流電流(DC)一、交變電流的概念2、交變電流(AC)方向不隨時間變化的電流稱為直流電。例如電池供給的電流。3下列的電流i

隨時間t

變化的圖象中,表示交流電的是()BCDiOtAiOtCiOtBiOtD下列的電流i隨時間t變化的圖象中,表示交流電的是(4二、交變電流的產(chǎn)生二、交變電流的產(chǎn)生5選取線圈運動過程中如圖所示的幾個特殊時刻進行研究1、過程分析選取線圈運動過程中如圖所示的幾個特殊時刻進行研究1、過程分析6將立體圖轉化為平面正視圖此時線圈具有的特點線圈平面與磁場垂直，速度方向與磁場方向平行磁通量為最大磁通量的變化率為0感應電流為0感應電動勢為0我們稱為中性面A(B)D(C)vv將立體圖轉化為平面正視圖此時線圈具有的特點線圈平面與磁場垂直7將立體圖轉化為平面正視圖此時線圈具有的特點線圈平面與磁場平行，速度方向與磁場方向垂直磁通量為0磁通量的變化率最大感應電流最大感應電動勢最大A(B)D(C)vv將立體圖轉化為平面正視圖此時線圈具有的特點線圈平面與磁場平行8A(B)D(C)將立體圖轉化為平面正視圖將立體圖轉化為平面正視圖A(B)D(C)如圖乙如圖甲A(B)D(C)將立體圖轉化為平面正視圖將立體圖轉化9（1）線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，線圈中的電動勢為零。（2）線圈垂直中性面時，穿過線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，線圈中的電動勢為最大。（3）線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線圈轉動一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次。2、特點小結（1）線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化10例1.矩形線框繞垂直于勻強磁場且在線框平面的軸勻速轉動時產(chǎn)生了交變電流，下列說法正確的是()A．當線框位于中性面時，線框中感應電動勢最大B．當穿過線框的磁通量為零時，線框中的感應電動勢也為零C．每當線框經(jīng)過中性面時，感應電動勢或感應電流方向就改變一次D．線框經(jīng)過中性面時，各邊不切割磁感線CD例1.矩形線框繞垂直于勻強磁場且在線框平面的軸勻速轉動時11如圖所示，一線圈從中性面開始繞逆時針轉動，角速度為ω。AB、CD寬L1，AD、BC長L2，經(jīng)過時間t，處于圖示位置，此時線圈中的感應電動勢多大？三、交變電流的一般變化規(guī)律

ABCD如圖所示，一線圈從中性面開始繞逆時針轉動，12BvA(B)D(C)t=0θv‖v⊥中性面AB邊中的感應電動勢：線圈中的感應電動勢：三、交變電流的一般變化規(guī)律

e1=BL1vsinθ

=BL1ωsinωtL22e

=2BL1ωsinωt=

BSωsinωtL22ABCDBvA(B)D(C)t=0θv‖v⊥中性面AB邊中的感13當線圈匝數(shù)為N時（1）電動勢按正弦規(guī)律變化：e=Emsinωt轉軸垂直勻強磁場，經(jīng)中性面時開始計時e

=NBL1L2ωsinωt=

NBSωsinωt令Em=NBSL1L2則有e=Emsinωt1、交變電流的變化規(guī)律2、成立條件（2）電流按正弦規(guī)律變化：i=Imsinωt當線圈匝數(shù)為N時（1）電動勢按正弦規(guī)律變化：e=Em14e為電動勢在時刻

t的瞬時值，Em為電動勢的最大值（峰值）若線圈從位于與中性面垂直的位置開始計時，e＝Emcosωt峰值與開始計時的位置及線圈轉動的時間無關，與線圈形狀無關，與轉軸的位置無關e=Emsinωte為電動勢在時刻t的瞬時值，Em為電動勢的最大值（峰值15eOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt四、交流電的圖象作圖時規(guī)定感應電動勢正方向為abcdaEm=nBSωe

=EmsinωtEm─EmabcdabcdabcdKLabcdabcdKLKLKLKLeOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt四、交16iOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt作圖時規(guī)定感應電流正方向為dcbadIm=nBSω/(R

+

r)i

=ImsinωtIm─ImabcdabcdabcdKLabcdabcdKLKLKLKL四、交流電的圖象iOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt作圖時17eOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttEm─EmiOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttIm─Im電路中的電動勢和電流關系eOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttEm─18例2.一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉動，線圈中的感應電動勢e隨時間的變化如圖所示，下列說法中正確的是(

)A.t1時刻通過的磁通量為零B.t2時刻通過的磁通量的絕對值最大C.t3時刻通過的磁通量變化率的絕對值最大D.每當e變換方向時通過的磁通量的絕對值最大例2.一矩形線圈，繞垂直于勻19解析：因電動勢按余弦規(guī)律變化，故初始時刻線圈處于垂直中性面的位置，至t1時刻恰好到達中性面，磁通量最大，A錯；t2時刻又垂直中性面，磁通量為零，但其變化率最大，B錯；t3時刻又到達中性面，磁通量最大，但其變化率為零，C錯；e變換方向時正是其大小為零時，也恰好是磁通量最大時?！敬鸢浮緿解析：因電動勢按余弦規(guī)律變化，故初始時刻線圈處于垂直中性面的20五、其他交變電流波形圖示波器中的鋸齒波掃描電壓電子計算機中的矩形脈沖激光通信用的尖脈沖家庭電路中的正弦式電流五、其他交變電流波形圖示波器中的鋸齒波掃描電壓電子計算機中的211.交變電流：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流。2.交變電流的變化規(guī)律：（2）大小變化規(guī)律-------按正弦規(guī)律變化：

e=EmsinωtEm=NBSω叫電動勢的最大值

i=ImsinωtIm=Em/R叫電流的最大值

u=UmsinωtUm=ImR叫電壓的最大值正弦式交變電流規(guī)律（1）方向變化規(guī)律-------線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應電流的方向就改變一次；線圈轉動一周，感應電流的方向改變兩次。1.交變電流：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流。2.22規(guī)律物理量函數(shù)表達式圖象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt電動勢e＝Emsinωt＝nBSωsinωt電壓u＝Umsinωt＝sinωt電流i＝Imsinωt＝sinωt規(guī)律函數(shù)表達式圖象磁通量Φ＝Φmcos23D1.如圖甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO′以角速度ω逆時針勻速轉動。若以線圈平面與磁場夾角θ＝45°時(如圖乙)為計時起點，并規(guī)定當電流自a流向b時，電流方向為正。則下列四幅圖中正確的是

(

)D1.如圖甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過24《交變電流》系列人教版高中物理課件252.如圖甲為某小型交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應強度為

B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸

OO′勻速轉動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻

R＝10Ω連接，與電阻

R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表，示數(shù)是10V。圖乙是矩形線圈中磁通量

Φ隨時間

t變化的圖象。則(

)CA.電阻

R上的電動率為20WB.t＝0.02s時

R兩端的電壓瞬

時值為零C.R兩端的電壓

u隨時間

t變化的規(guī)律是

u＝14.1cos100πtVD.通過

R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是

i＝1.41cos50πtA2.如圖甲為某小型交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感26《交變電流》系列人教版高中物理課件271.因為種群是由許多個體組成的，每個個體的細胞中都有成千上萬個基因，這樣，每一代就會產(chǎn)生大量的突變。2.有翅的昆蟲有時會出現(xiàn)殘翅和無翅的突變類型，這類昆蟲在正常情況下很難生存下去。3.但是在經(jīng)常刮大風的海島上，這類昆蟲卻因為不能飛行而避免了被海風吹到海里淹死。4.當一個線圈中的電流變化時，它產(chǎn)生的變化的磁場不僅在鄰近的電路中激發(fā)出感應電動勢，同樣也在它本身激發(fā)出感應電動勢。這種現(xiàn)象稱為自感，由于自感而產(chǎn)生的感應電動勢叫做自感電動勢。5.通過學習并理解蓋斯定律的內(nèi)容,能用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。6.通過學會有關反應熱計算的方法技巧,進一步提高化學計算的能力。7.人生的苦難和挫折,實在是對人生的一種造就,戰(zhàn)勝挫折和苦難就會贏得財富。8.今天我們領悟了昌耀的人生體驗,明天我們也要像他那樣用自己的頑強意志去直面挫折,即使身處孤絕之境，也要笑對人生，走向成功的彼岸！

1.因為種群是由許多個體組成的，每個個體的細胞中都有成千上萬28

第1節(jié)：交變電流第1節(jié)：交變電流29手搖發(fā)電機模型手搖發(fā)電機電路結構G實驗現(xiàn)象說明什么？手搖發(fā)電機模型手搖發(fā)電機電路結構G實驗現(xiàn)象說明什么？30方向不隨時間變化的電流稱為直流電。例如電池供給的電流。大小和方向都隨時間做周期性變化，這樣的電流叫做交變電流。例如家庭照明電路中的電流。1、直流電流(DC)一、交變電流的概念2、交變電流(AC)方向不隨時間變化的電流稱為直流電。例如電池供給的電流。31下列的電流i

隨時間t

變化的圖象中,表示交流電的是()BCDiOtAiOtCiOtBiOtD下列的電流i隨時間t變化的圖象中,表示交流電的是(32二、交變電流的產(chǎn)生二、交變電流的產(chǎn)生33選取線圈運動過程中如圖所示的幾個特殊時刻進行研究1、過程分析選取線圈運動過程中如圖所示的幾個特殊時刻進行研究1、過程分析34將立體圖轉化為平面正視圖此時線圈具有的特點線圈平面與磁場垂直，速度方向與磁場方向平行磁通量為最大磁通量的變化率為0感應電流為0感應電動勢為0我們稱為中性面A(B)D(C)vv將立體圖轉化為平面正視圖此時線圈具有的特點線圈平面與磁場垂直35將立體圖轉化為平面正視圖此時線圈具有的特點線圈平面與磁場平行，速度方向與磁場方向垂直磁通量為0磁通量的變化率最大感應電流最大感應電動勢最大A(B)D(C)vv將立體圖轉化為平面正視圖此時線圈具有的特點線圈平面與磁場平行36A(B)D(C)將立體圖轉化為平面正視圖將立體圖轉化為平面正視圖A(B)D(C)如圖乙如圖甲A(B)D(C)將立體圖轉化為平面正視圖將立體圖轉化37（1）線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，線圈中的電動勢為零。（2）線圈垂直中性面時，穿過線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，線圈中的電動勢為最大。（3）線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線圈轉動一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次。2、特點小結（1）線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化38例1.矩形線框繞垂直于勻強磁場且在線框平面的軸勻速轉動時產(chǎn)生了交變電流，下列說法正確的是()A．當線框位于中性面時，線框中感應電動勢最大B．當穿過線框的磁通量為零時，線框中的感應電動勢也為零C．每當線框經(jīng)過中性面時，感應電動勢或感應電流方向就改變一次D．線框經(jīng)過中性面時，各邊不切割磁感線CD例1.矩形線框繞垂直于勻強磁場且在線框平面的軸勻速轉動時39如圖所示，一線圈從中性面開始繞逆時針轉動，角速度為ω。AB、CD寬L1，AD、BC長L2，經(jīng)過時間t，處于圖示位置，此時線圈中的感應電動勢多大？三、交變電流的一般變化規(guī)律

ABCD如圖所示，一線圈從中性面開始繞逆時針轉動，40BvA(B)D(C)t=0θv‖v⊥中性面AB邊中的感應電動勢：線圈中的感應電動勢：三、交變電流的一般變化規(guī)律

e1=BL1vsinθ

=BL1ωsinωtL22e

=2BL1ωsinωt=

BSωsinωtL22ABCDBvA(B)D(C)t=0θv‖v⊥中性面AB邊中的感41當線圈匝數(shù)為N時（1）電動勢按正弦規(guī)律變化：e=Emsinωt轉軸垂直勻強磁場，經(jīng)中性面時開始計時e

=NBL1L2ωsinωt=

NBSωsinωt令Em=NBSL1L2則有e=Emsinωt1、交變電流的變化規(guī)律2、成立條件（2）電流按正弦規(guī)律變化：i=Imsinωt當線圈匝數(shù)為N時（1）電動勢按正弦規(guī)律變化：e=Em42e為電動勢在時刻

t的瞬時值，Em為電動勢的最大值（峰值）若線圈從位于與中性面垂直的位置開始計時，e＝Emcosωt峰值與開始計時的位置及線圈轉動的時間無關，與線圈形狀無關，與轉軸的位置無關e=Emsinωte為電動勢在時刻t的瞬時值，Em為電動勢的最大值（峰值43eOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt四、交流電的圖象作圖時規(guī)定感應電動勢正方向為abcdaEm=nBSωe

=EmsinωtEm─EmabcdabcdabcdKLabcdabcdKLKLKLKLeOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt四、交44iOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt作圖時規(guī)定感應電流正方向為dcbadIm=nBSω/(R

+

r)i

=ImsinωtIm─ImabcdabcdabcdKLabcdabcdKLKLKLKL四、交流電的圖象iOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt作圖時45eOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttEm─EmiOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttIm─Im電路中的電動勢和電流關系eOT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttEm─46例2.一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉動，線圈中的感應電動勢e隨時間的變化如圖所示，下列說法中正確的是(

)A.t1時刻通過的磁通量為零B.t2時刻通過的磁通量的絕對值最大C.t3時刻通過的磁通量變化率的絕對值最大D.每當e變換方向時通過的磁通量的絕對值最大例2.一矩形線圈，繞垂直于勻47解析：因電動勢按余弦規(guī)律變化，故初始時刻線圈處于垂直中性面的位置，至t1時刻恰好到達中性面，磁通量最大，A錯；t2時刻又垂直中性面，磁通量為零，但其變化率最大，B錯；t3時刻又到達中性面，磁通量最大，但其變化率為零，C錯；e變換方向時正是其大小為零時，也恰好是磁通量最大時。【答案】D解析：因電動勢按余弦規(guī)律變化，故初始時刻線圈處于垂直中性面的48五、其他交變電流波形圖示波器中的鋸齒波掃描電壓電子計算機中的矩形脈沖激光通信用的尖脈沖家庭電路中的正弦式電流五、其他交變電流波形圖示波器中的鋸齒波掃描電壓電子計算機中的491.交變電流：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流。2.交變電流的變化規(guī)律：（2）大小變化規(guī)律-------按正弦規(guī)律變化：

e=EmsinωtEm=NBSω叫電動勢的最大值

i=ImsinωtIm=Em/R叫電流的最大值

u=UmsinωtUm=ImR叫電壓的最大值正弦式交變電流規(guī)律（1）方向變化規(guī)律-------線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應電流的方向就改變一次；線圈轉動一周，感應電流的方向改變兩次。1.交變電流：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流。2.50規(guī)律物理量函數(shù)表達式圖象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt電動勢e＝Emsinωt＝nBSωsinωt電壓u＝Umsinωt＝sinωt電流i＝Imsinωt＝sinωt規(guī)律函數(shù)表達式圖象磁通量Φ＝Φmcos51D1.如圖甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO′以角速度ω逆時針勻速轉動。若以線圈平面與磁場夾角θ＝45°時(如圖乙)為計時起點，并規(guī)定當電流自a流向b時，電流方向為正。則下列四幅