3.1交變電流課件-高二下學(xué)期物理人教版選擇性

第1節(jié)

交變電流第三章交變電流把高壓電流在能量損失較小的情況下通過(guò)普通電線輸送到迄今連想也不敢想的遠(yuǎn)距離，并在那一端加以利用……那么，這些電有什么特性它和我們普通干電池的電有什么不同？1.認(rèn)識(shí)交變電流，知道生產(chǎn)生活中使用的大多是正弦式交變電流。2.知道正弦式交變電流方向和大小的變化規(guī)律。3.了解發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。知識(shí)點(diǎn)一：交變電流與直流演示實(shí)驗(yàn)：用示波器觀察直流電和交變電流視頻：觀察電池供給的電壓的波形視頻：觀察學(xué)生電源交流擋供給的電壓的波形。1.波形圖在顯示屏上顯示的電壓（或電流）隨時(shí)間變化的圖像，在電工技術(shù)和電子技術(shù)中常常叫作波形圖。這兩種波形各有什么特點(diǎn)？2.交變電流：大小和方向隨時(shí)間做周期性變化的電流(alternatingcurrent，AC)，簡(jiǎn)稱(chēng)交流。ti0ti0ti03.直流:方向不隨時(shí)間變化的電流稱(chēng)為直流(directcurrent，DC)ti0電池供給的電流方向不隨時(shí)間變化所以屬于直流。注意：電池供給的電流不但方向不變而且大小也不變，所以屬于恒定電流。演示：觀察交變電流的方向1.實(shí)驗(yàn)器材兩個(gè)發(fā)光顏色不同的發(fā)光二極管、教學(xué)用發(fā)電機(jī)2.實(shí)驗(yàn)步驟（1）如圖，把兩個(gè)發(fā)光顏色不同的發(fā)光二極管并聯(lián)在電路中，注意使兩者正、負(fù)極的方向不同。（2）然后把二極管連接到教學(xué)用的發(fā)電機(jī)的兩端。（3）轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，兩個(gè)磁極之間的線圈隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。觀察發(fā)光二極管的發(fā)光情況。G視頻：觀察發(fā)光二極管的發(fā)光情況3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：兩個(gè)二極管會(huì)交替發(fā)光。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電電流方向在不斷變化。注意：二極管具有單向?qū)щ娦浴?．(多選)關(guān)于交變電流和直流電的說(shuō)法中，正確的是(

)A．如果電流大小做周期性變化，則一定是交變電流B．直流電的大小可以變化，但方向一定不變C．交變電流一定是按正弦或余弦規(guī)律變化的D．交變電流的最大特征就是電流的方向發(fā)生周期性的變化BD練一練知識(shí)點(diǎn)二：交變電流的產(chǎn)生1.發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上，CD邊連在滑環(huán)L上；電刷E、F分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接。線圈旋轉(zhuǎn)過(guò)程中只有AB和CD邊在做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)。而B(niǎo)C和AD邊總是沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)。KDCABNS磁極線圈磁極滑環(huán)電刷OO，F(xiàn)EL2.交流電的產(chǎn)生原理裝置中兩磁極之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)可近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中就會(huì)產(chǎn)生交變電流。甲乙丙丁思考討論：1.如圖，線圈沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，在線圈由甲圖轉(zhuǎn)到乙圖所示位置的過(guò)程中，AB邊中電流向哪個(gè)方向流動(dòng)？2.在線圈由丙圖轉(zhuǎn)到丁圖所示位置的過(guò)程中，AB邊中電流向哪個(gè)方向流動(dòng)？3.轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)線圈中沒(méi)有電流，轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)線圈中的電流最大？甲乙丙丁1.線圈由甲到乙，磁通量減少，根據(jù)楞次定律應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同。AB邊中電流方向?yàn)锽→A。2.線圈由丙到丁，磁通量減少，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，AB邊中電流方向?yàn)锳→B。3.甲、丙位置時(shí)線圈中沒(méi)有電流，AB、CD邊都沒(méi)有切割磁感線，所以線圈中沒(méi)有電流。乙、丁位置時(shí)線圈中的電流最大，因?yàn)榇藭r(shí)切割磁感線的速度最大。甲乙丙丁3.中性面：線圈平面與磁感線方向垂直，如圖為中性面。中性面平面正視圖A(B)D(C)特點(diǎn)：線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零。特點(diǎn)：線圈垂直中性面時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，線圈中的電動(dòng)勢(shì)最大。2.線圈垂直中性面A(B)D(C)·×與中性面垂直平面正視圖特別提醒！線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，電流將改變方向，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，電流方向改變兩次。1.

(多選)矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)且在線框平面內(nèi)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了交變電流，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)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零C．每當(dāng)線框經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流方向就改變一次D．線框經(jīng)過(guò)中性面時(shí)，各邊不切割磁感線練一練CD知識(shí)點(diǎn)三：交變電流的變化規(guī)律1.交變電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式e

=NBSωsinωt（中性面計(jì)時(shí)）（2）當(dāng)sin??t=1時(shí)，e有最大值用Em表示，從中性面計(jì)時(shí)開(kāi)始，e為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t的瞬時(shí)值，Em為電動(dòng)勢(shì)的最大值。Em＝NωBS線框的電動(dòng)勢(shì)是隨時(shí)間按正弦函數(shù)規(guī)律變化的。2.交變電流的變化規(guī)律當(dāng)負(fù)載為電燈等純電阻用電器時(shí)，負(fù)載兩端的電壓u、流過(guò)的電流i，也按正弦規(guī)律變化，即：u＝Umsinωt（中性面計(jì)時(shí)）i＝Imsinωt（中性面計(jì)時(shí)）（1）式中Em、Um

和Im

分別是電壓和電流的最大值，也叫峰值。（2）按正弦規(guī)律變化的交變電流叫作正弦式交變電流，簡(jiǎn)稱(chēng)正弦式電流。3.正弦交變電流隨時(shí)間的變化的圖像eOtttEmOiImOuUm正弦交變電流隨時(shí)間的變化4.幾種交變電流的波形甲家庭電路中的正弦式電流乙示波器中的鋸齒形掃描電壓丙電子電路中的矩形脈沖1.(多選)如圖所示，形狀或轉(zhuǎn)軸位置不同，但面積均為S的單匝線圈處在同一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以相同的角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值相同B．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值不同C．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值、瞬時(shí)值都不同D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值、瞬時(shí)值都相同AD練一練1.交流發(fā)電機(jī)基本組成部分。電樞：產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的線圈；磁體：產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁體2.交流發(fā)電機(jī)的種類(lèi)基本類(lèi)型特點(diǎn)轉(zhuǎn)子定子旋轉(zhuǎn)電樞式旋轉(zhuǎn)磁極式磁極轉(zhuǎn)動(dòng)，電樞不動(dòng)電樞轉(zhuǎn)動(dòng)，磁極不動(dòng)線圈磁極磁極線圈知識(shí)點(diǎn)四：交流發(fā)電機(jī)4.旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)與旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)的區(qū)別（1）旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)：轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的電流，必須經(jīng)過(guò)裸露的滑環(huán)和電刷引到外電路，如果電壓很高，可能發(fā)生火花放電，滑環(huán)和電刷很快會(huì)燒壞。轉(zhuǎn)動(dòng)的電樞無(wú)法做得很大，線圈匝數(shù)也不可能很多，電機(jī)輸出的電壓一般不超過(guò)500V；（2）旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)，能夠產(chǎn)生幾千伏到幾萬(wàn)伏的電壓，輸出功率可達(dá)幾百兆瓦。發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子可以由蒸汽輪機(jī)、水輪機(jī)等帶動(dòng)。蒸汽輪機(jī)、水輪機(jī)等將機(jī)械能傳遞給發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，輸送給外電路。1.(多選)關(guān)于交流發(fā)電機(jī)以下說(shuō)法正確的是：（）A.常見(jiàn)的交流發(fā)電機(jī)有兩種，一種是旋轉(zhuǎn)電樞式一種是旋轉(zhuǎn)磁極式，其中旋轉(zhuǎn)磁極是交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓一般超過(guò)500V。B.蒸汽輪機(jī)、水輪機(jī)等將機(jī)械能傳遞給發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，輸送給外電路的裝置。C.電樞在不同的發(fā)電機(jī)機(jī)中都稱(chēng)為“定子”磁極則被稱(chēng)為“轉(zhuǎn)子”。D.我國(guó)山峽水電站的發(fā)電機(jī)為“旋轉(zhuǎn)電樞”式發(fā)電機(jī)。AB練一練交變電流交變電流與直流