高中物理必修一交流電的產(chǎn)生和變化課

高中物理必修一交流電的產(chǎn)生和變化課第一頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第五頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六第六頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六思考：1.在人們的生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的是什么電流？2.這種電流與直流電相比具有哪些優(yōu)點(diǎn)?答:交流電1).便于產(chǎn)生; 2).便于輸送;3).可以用變壓器升壓和降壓等.答:第七頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六課 題交變流電的產(chǎn)生和變化規(guī)律第八頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.明確交變電流的概念以及與直流電的區(qū)別；2.理解交流電的產(chǎn)生過(guò)程;3.掌握交流電的變化規(guī)律及表示方法;4.理解交流電瞬時(shí)值e、i、u和最大值的準(zhǔn)確含義；5.知道交流發(fā)電機(jī)的簡(jiǎn)單構(gòu)造及種類.第九頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六一.交流電的產(chǎn)生:1.思考:請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)電磁感應(yīng)知識(shí),自己設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電機(jī)模型?第十頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六BA注意轉(zhuǎn)軸與線圈平面共面、與磁場(chǎng)垂直第十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

2.實(shí)驗(yàn)—觀察現(xiàn)象：交變電流的概念：這種大小和方向都隨時(shí)間做周期性的變化的電流叫交變電流，簡(jiǎn)稱交流電。注意:方向隨時(shí)間做周期變化是交流電的最重要的特征第十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六練習(xí)1:1．下圖畫(huà)出了6種電流隨時(shí)間變化的圖象，這6個(gè)圖中的電流i都隨時(shí)間做周期性變化，其中屬于交變電流的是：——————A、C、E第十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六二.交流電的產(chǎn)生過(guò)程分析:

1.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中哪些邊切割磁感線?2.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中電流方向的變化?3.線圈轉(zhuǎn)至什么位置電動(dòng)勢(shì)最大?什么位置電動(dòng)勢(shì)最小?問(wèn)題探究：第十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六將立體圖→平面圖第十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

學(xué)習(xí)的方法：對(duì)交變電流的產(chǎn)生過(guò)程,要注意理解兩個(gè)特殊位置的不同特點(diǎn)1).線圈處于中性面時(shí)：①S⊥B，磁通量最大②磁通量的變化率為零,電動(dòng)勢(shì)和電流最小③電流方向發(fā)生改變.2）線圈與中性面垂直①S//B,磁通量為零第十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六②磁通量的變化率為最大,電動(dòng)勢(shì)和電流最大③電流方向不發(fā)生改變.線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周上述兩種情形總是交替發(fā)生變化，產(chǎn)生了交變電流。練習(xí)2:第十七頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六矩形線框垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)且位于線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生交變電流，下列說(shuō)法正確的是（ ）A．當(dāng)線框位于中性面時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B．當(dāng)穿過(guò)線框的磁通量為零時(shí)，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零C．每當(dāng)線框掠過(guò)中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流方向就改變一次D．線框經(jīng)過(guò)中性面時(shí)各邊切割磁感線的有效速度為零CD第十八頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

三.交變電流的變化規(guī)律

猜想：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電流變化是什么規(guī)律？實(shí)驗(yàn)演示：從示波器上觀察照明電路交流電壓的波形分析推導(dǎo)： 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式：第十九頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六設(shè)線圈平面從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是ω．經(jīng)過(guò)時(shí)間t，線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度是ωt，cd邊的線速度v的方向跟磁感線方向間的夾角也等于ωt．a(chǎn)b、cd寬L1，ad、磁感應(yīng)強(qiáng)度是B.bc長(zhǎng)L2，第二十頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六tBL1L2tL2BL1BL1V⊥

ecdwwwwsin21sin2===cd邊中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：ab邊中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)跟cd邊中的大小相同，而且兩邊又是串聯(lián)的；所以，這一瞬間整個(gè)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):e=BL1L2ωsinωt=BSωsinωt第二十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

當(dāng)線圈跟外電路組成閉合回路時(shí)，設(shè)整個(gè)回路的電阻為R，則電路的感應(yīng)電流的瞬時(shí)值為表達(dá)式

令感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em，則： Em＝BSω．

若線圈的匝數(shù)為n,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值:Em=nBSω=nΦmω電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式: e=Emsinωt第二十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

t= ImsinωtREmRiwesin==當(dāng)交變電流通過(guò)某電阻R，根據(jù)歐姆定律，U=IR,電阻兩端電壓也按正弦規(guī)律變化：u=Umsinωt．總結(jié)：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，其感應(yīng)電動(dòng)第二十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六勢(shì)和感應(yīng)電流均按正弦規(guī)律變化，這種交變電流叫正弦式電流拓展：1.若從線圈平面與磁感線平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),則公式又怎樣？2.最大電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)軸的位置和線圈的形狀無(wú)關(guān).第二十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

交流電的圖像:拓展穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖像是什么?第二十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

實(shí)際中應(yīng)用的交變電流，不只限于正弦交變電流，它們隨時(shí)間變化的規(guī)律是各種各樣的．圖中表示出幾種交變電流的波形．第二十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六四.書(shū)本探源交流發(fā)電機(jī)

1.發(fā)電機(jī)的基本組成?

2.發(fā)電機(jī)的基本種類?第二十七頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六⑴發(fā)電機(jī)的基本組成①.電樞:用來(lái)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的線圈②.磁極;產(chǎn)生磁場(chǎng)⑵.發(fā)電機(jī)的種類①.旋轉(zhuǎn)電樞式(磁極不動(dòng))②.旋轉(zhuǎn)磁極式(電樞不動(dòng))第二十八頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六無(wú)論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子，不動(dòng)的部分叫定子第二十九頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六1.交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律為e=Emsinωt ，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n提高1倍，其它條件不變，則電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律將變化為（）A、e=Emsinωt B、e=2Emsinωt

C、e=2Emsin2ωtD、e=2Emsin4ωt

練習(xí)3C第三十頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六

Φ2.一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)線圈中的磁通量隨時(shí)間的變化如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（ ）A、ｔ1時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電流為零B、ｔ2時(shí)刻線圈的感應(yīng)電流最大C、ｔ3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量的變化率的絕對(duì)值最大D、當(dāng)電流變化方向時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大

CD第三十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六3.勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=0.1T.矩形線圈的匝數(shù)N=100，邊長(zhǎng)Lab=0.5m，Lbc=0.20m，繞OO/軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)周期為0.1s,在線圈平面通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，試求：（1）交變電動(dòng)勢(shì)的最大值————；電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式；（2）線圈中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)1800的過(guò)程中，交變電動(dòng)勢(shì)的平均值；(3)在t=1/80s時(shí),穿過(guò)線圈磁通量的變化率?第三十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六求解交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式的方法:1.明確線圈的起時(shí)位置;2.計(jì)算角速度ω=2π/T；3.計(jì)算電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBSω4.寫(xiě)出電動(dòng)勢(shì)、電流瞬時(shí)表達(dá)式.第三十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六解答:(1).角速度ω=2π/T=20π(rad/s)電動(dòng)勢(shì)最大值:Em=nBSω=20π =62.8(v)e=62.8sin20πt(2)E=NΔΦ/Δt ΔΦ=2BS E=40(v)(3).由:e=62.8sin20πte=44(V) E=NΔΦ/Δt ΔΦ/Δt=0.44(wb/s) 第三十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，編輯于2023年，星期六四、小結(jié)：

1、交流電的產(chǎn)生強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流叫做交變電流，簡(jiǎn)稱交流，俗稱交流電。

2、交流電的變化規(guī)律感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e=nBsωsinωt=Emsinωt感應(yīng)電流瞬時(shí)值表達(dá)式i=Imsinωt

第三十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，編