物理選修3-2《交變電流》教學課件-【教學課件】

5.1《交變電流》教學目標

（一）知識與技能1．使學生理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面。2．掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。3．理解交變電流的瞬時值和最大值及中性面的準確含義。1、直流電流(DC)方向不隨時間變化的電流2、交變電流(AC)大小和方向都隨時間做周期性變化的電流一、交變電流的概念交變電流可以變成直流！交變電流是如何產(chǎn)生的呢？交流發(fā)電機模型二、交變電流的產(chǎn)生1、線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動二、交變電流的產(chǎn)生2、過程分析（1）在線圈轉(zhuǎn)動的過程中，那些邊會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢？ab邊cd邊（2）在線圈由甲轉(zhuǎn)到乙的過程中，AB邊中電流向哪個方向流動？丙轉(zhuǎn)到丁呢？（3）線圈轉(zhuǎn)到什么位置，電流最小（沒有電流）？線圈轉(zhuǎn)到什么位置，電流最大？由a→b由b→aB⊥SΦ最大E=0I=0中性面垂直磁場方向的平面叫做中性面。線圈經(jīng)過中性面時，Φ最大，但線圈中的電動勢為零2、過程分析(V//B)B∥SΦ=0E最大I最大感應(yīng)電流方向a到b線圈與磁場平行時，Φ最小，但線圈中的電動勢最大(V⊥B)線圈轉(zhuǎn)動一周，多少次經(jīng)過中性面?電流方向改變多少次?思考與討論.a(b)c(d)O小結(jié)：1.中性面：垂直磁場方向的平面．（1）線圈經(jīng)過中性面時，穿過線圈的磁通量最大φ=BS，但△φ/△t=0最小，（ab和cd邊都不切割磁感線），線圈中的感應(yīng)電動勢為零．（2）線圈經(jīng)過中性面時，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次．2.線圈平行與磁感線時，φ=0,△φ/△t最大，感應(yīng)電動勢最大。1、電動勢按正弦規(guī)律變化2、電流按正弦規(guī)律變化

3、電壓按正弦規(guī)律變化

電流i通過R時：成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強磁場，經(jīng)中性面時開始計時eoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωttabcdKLABabcdKLABabcdkLABabcdkLABabcdkLAB四、交流電的圖像

四、交流電的圖像

et0Em-Emit0Im-Im(1)正弦交流電(2)示波器中的鋸齒波掃描電壓(3)電子計算機中的矩形脈沖(4)激光通信中的尖脈沖五、交變電流的種類２、交流電的產(chǎn)生：矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速旋轉(zhuǎn)時，線圈中就產(chǎn)生

．１、交變電流：

和

都隨時間做

的電流叫做交變電流．電壓和電流隨時間按

變化的交流電叫正弦交流電大小方向正弦規(guī)律正弦交流電周期性變化課堂練習３、當線圈平面垂直于磁感線時，線圈各邊都不切割磁感線，線圈中沒有感應(yīng)電流，這樣的位置叫做

．線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，因此線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向改變

．中性面兩次４、線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是ω，線圈中的感應(yīng)電動勢的峰值是Em，那么在任一時刻t感應(yīng)電動勢的瞬時值e為

．若電路總電阻為Ｒ，則感應(yīng)電流的瞬時值Ｉ為

．e0Em-Emte=Emsinωti=(Em/R)·sinωt5、一矩形線圈,繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面的固定軸轉(zhuǎn)動,線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化如圖所示,下面說法中正確的是A.t1時刻通過線圈的磁通量為零B.t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大C.t3時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大D.每當e變換方向時，通過線圈的磁通量絕對值最小et0t1t2t3t4Em-EmC1、知道交變電流定義（AC）：大小和方向都隨時間作周期性變化的電流。方向不隨時間變化的電流為直流電（DC）。辨析電流圖。3、推導(dǎo)和理解交變電流的變化規(guī)律：（重難點）（1）方向變化規(guī)律----線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次；線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次。φ最大，△φ/△t=0最小，感應(yīng)電動勢最小E=0（2）大小變化規(guī)律----按正弦規(guī)律變化：（能畫出瞬時線速度分解圖）e=EmsinωtEm=NBSω叫電動勢的最大值（峰值）

i=ImsinωtIm=Em/R+r叫電流的最大值（峰值）

u=UmsinωtUm=ImR叫電壓的最大值（峰值）

5.1交變電流小結(jié)2、理解交變電流產(chǎn)生的過程：線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦式交變電流。能畫出四幅過程圖。垂直磁場方向的平面叫做中性面。

（重點）電流通過R時：1．在如圖所示的幾種電流隨時間變化的圖線中，屬于交變電流的是，屬于正弦交變電流的是。tiABCDABDA

三.課堂檢測及練習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(zhuǎn)動，線圈中的感應(yīng)電動勢隨時間的變化規(guī)律如圖所示，下面說法中正確的是()：T1時刻通過線圈的磁通量為零；T2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大；T3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大；每當e變換方向時，通過線圈的磁通量的絕對值都為最大。答案：D3.矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動。設(shè)線圈ab邊長為20cm，ad邊長為10cm，磁感應(yīng)強度B=0.01T，線圈的轉(zhuǎn)速n=50r/s，求：電動勢的最大值及對應(yīng)的線圈位置。0.0628V線圈平面與磁場方向平行。

4.如圖所示：匝數(shù)為N、面積為S的矩形線圈在勻強磁場B中勻速轉(zhuǎn)動，角速度為ω，求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180度時間內(nèi)的平均感應(yīng)電動勢。ω...E平均=S2N

Bω/π練習

5.一臺發(fā)電機在產(chǎn)生正弦式電流。如果發(fā)電機電動勢的峰值為Em=400V，線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω=314rad/s，試寫出電動勢瞬時值的表達式。如果這個發(fā)電機的外電路只有電阻元件，總電阻為2000Ω，電路中電流的峰值是多少？寫出電流瞬時值的表達式。e=EmsinWt=400sin314t解：電動勢瞬時值的表達式為：電流峰值為：Im=Em/R=400÷2000=0.2A電流瞬時值的表達式為：i=ImsinWt=2sin314t

6、一臺發(fā)電機產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動勢的最大值為311V，線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度100πrad/s。（1）寫出感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式。（2）若該發(fā)電機只與含電阻的負載組成閉合電路，電路的總電阻為100Ω，試寫出通過負載的電流強度的瞬時表達式，在t=1/120s時電流強度的瞬時值為多少？（3）線圈從中性面轉(zhuǎn)過180度的過程中，電動勢的最大值、平均值分別是多少？（4）轉(zhuǎn)動過程中磁通量的變化率最大值是多少？答案（1）e=311Sin100πt

（2）I=3.11Sin（100π*1/120）=3.11*1/2=1.55（A）（3）E

m=311VE=NΔφ/Δt=2NBSω/π≈198V（4）Δφ/Δt=311/N（Wb/s）你知道畫上這個人是誰嗎？誰能讀旁邊的題詞？léifēng雷鋒1962年8月15日，年僅22歲的雷鋒因公殉職，毛主席得知消息后，為雷鋒題詞，并確立每年的3月5日為“學習雷鋒紀念日”，雷鋒成為全國各族人民學習的榜樣。

雷鋒叔叔離開我們已經(jīng)很多年了，我們到哪里去尋找他呢？雷鋒叔叔，你在哪里沿著長長的小溪，尋找雷鋒的足跡。雷鋒叔叔，你在哪里？你在哪里？

小溪說：昨天，他曾路過這里，抱著迷路的孩子，冒著蒙蒙的細雨。瞧，那泥濘路上的腳窩，就是他留下的足跡。雷鋒叔叔，你在哪里雷鋒叔叔,你在哪里順著彎彎的小路，尋找雷鋒的足跡。雷鋒叔叔，你在哪里？小路說：昨天，他曾路過這里，背著年邁的大娘，踏著路上的荊棘。瞧，那花瓣上晶瑩的露珠，就是他灑下的汗滴。乘著溫暖的春風，我們四處尋覓。啊，終于找到了——哪里需要獻出愛心，雷鋒叔叔就出現(xiàn)在哪里。課文動畫雷鋒叔叔,你在哪里雷鋒叔叔,你在哪里fēngshūcéngnìngwōmài

鋒叔曾濘窩邁jīngjíbànyíngmìxū

荊棘瓣瑩覓需會讀的字說說你讀懂了什么？自由讀課文雷鋒叔叔,你在哪里我們都到哪里去尋找了呢？我們沿著長長的小溪去尋找。我們順著彎彎的小路去尋找。雷鋒叔叔,你在哪里小溪說：昨天，他曾路過這里，抱著迷路的孩子，冒著蒙蒙的細雨。瞧，那泥濘路上的腳窩，就是他留下的足跡。雷鋒叔叔,你在哪里1、誰知道這個詞的意思？泥濘（雨水和泥土混在了一起）2、說明了什么問題？詞語解釋雷鋒叔叔,你在哪里泥濘小路說：昨天，他曾路過這里，背著年邁的大娘，踏著路上的荊棘。瞧，那花瓣上晶瑩的露珠，就是他灑下的汗滴。雷鋒叔叔,你在哪里1、誰知道這個詞的意思？荊棘（一種帶刺的植物）2、說明了什么問題？詞語解釋雷鋒叔叔,你在哪里荊棘

我們在（泥濘的小路上），找到了（深一腳淺一腳）的腳窩；在（荊棘叢中），找到了（晶瑩的汗滴），那是雷鋒叔叔留下的足跡。雷鋒叔叔昨天真的路過這長長的小溪和彎彎的小路嗎？小溪說：昨天，他曾路過這里……小路說：昨天，他曾路過這里……讀課文第四自然段

為什么說“哪里需要獻出愛心，雷鋒叔叔就出現(xiàn)在哪里?！崩卒h叔叔,你在哪里

雷鋒叔叔時時刻刻都想著別人，雷鋒叔叔把愛心灑遍了祖國各地。我們希望處處都有活雷鋒在，奉獻愛心成為我們每個人的自覺行動。雷鋒叔叔,你在哪里

在我們身邊有這樣的同學嗎？請你找一找。

（說說班上的同學都做了哪些好人好事）雷鋒叔叔,你在哪里

雷鋒叔叔冒著泥濘年邁荊棘花瓣晶瑩尋覓需要迷路足跡灑下汗滴踏著讀詞語雷鋒叔叔,你在哪里雷鋒叔叔,你在哪里冒雷需邁迷跡叔鋒滴灑泥濘會寫的字雷鋒叔叔,你在哪里歌曲《學習雷鋒好榜樣》雷鋒叔叔,你在哪里向雷鋒同志學習！雷鋒叔叔,你在哪里尋找身邊的雷鋒校園里敬老院街道邊馬路上的盲人