3.1交变电流课件高二下学期物理人教版选择性2

第节1交变电流高中物理选择性必修二第三章杨孝波问题1、交变电流的变化规律本节核心任务万州神华电厂位于万州区新田镇，是一座大型火力发电厂发电机利用什么原理发出来的电？它具有哪些特点？课堂引入思考与讨论：

用示波器或电压传感器先观察电池供给的电压的波形，再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。这两种波形各有什么特点？一、交变电流—问题1.交变电流（AC）:大小和方向都随时间做周期性的变化.简称交流。2.直流电（DC）：方向不随时间变化的电流0it恒定直流0it脉动直流电交变电流与直流电的概念3.说明：（1）方向呈周期性变化是判断交流的标准。

（大小不变，方向改变的电流也是交流）（2）交变电流经电子电路处理后可变成直流。（3）直流恒定电流：大小和方向不随时间变化的电流

脉动直流：方向不变，大小随时间变化的电流

一、交变电流—概念【典例1】如图所示，属于交流电的是(

)C一、交变电流—练习观察交变电流的方向

把两个发光颜色不同的发光二极管并联，注意使两者正、负极的方向不同，然后连接到教学用发电机的两端。转动手柄，两个磁极之间的线圈随着转动。观察发光二极管的发光情况。现象：说明：

两个二极管会交替发光演示

发电机产生的交流电电流方向在不断变化。问题：交流发电机的工作原理是怎样的呢？一、交变电流

组成发电机的两部分中一部分不动（叫定子），另一部分绕着轴线做匀速转动（叫转子）便可以发出电来。电枢磁极转子是它，叫旋转电枢式发电机转子是它，叫旋转磁极式发电机基本组成部分KAFELDCB二、交变电流的产生—交流发电机示意图ABCDv问题:当线圈在磁场中绕轴转动时,哪些边切割磁感线?v∥B，没有边切割磁感线。1.起始位置特点：1.B⊥S，φ最大

2.没有切割，E=0，I=0

此时位置称之为--中性面

B⊥S，φ最大E=0，I=0二、交变电流的产生—原理A(B)D(C)乙ABCD2.向左转过90度a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，特点：1.B∥S，φ=0，E最大，I最大，

E最大，I最大2.感应电流方向DCBAB∥S，φ=0二、交变电流的产生—原理ABCDD(C)A(B)B3.转过180度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

此时位置称之为--中性面B⊥S，φ最大，E=0B⊥S，φ最大二、交变电流的产生—原理ABCDD(C)A(B)B4.转过270度特点：1.B∥S，φ=0，E最大，I最大，a（b）、d（c）边垂直切割磁感应线，E最大，I最大2.感应电流方向ABCDB∥S，φ=0二、交变电流的产生—原理中性面中性面的垂面磁通量Φ磁通量的变化率ΔΦ/Δt感应电流、感应电动势感应电流的方向最大00最大0最大变向不变线圈每经过中性面一次，感应电流的方向就变化一次，一个周期内，感应电流的方向变化两次！二、交变电流的产生—总结

矩形线圈AB、CD宽L1，AD、BC长L2，磁感应强度是B，设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω．经过时间t，求此时的感应电动势.BvA(B)D(C)t=0θv11v⊥中性面θ线圈与中性面的夹角是多少？AB边的速度多大？AB边切割磁感线的有效速度多大？AB边中的感应电动势多大？整个线圈中的感应电动势多大？⑥若为N匝线圈，则感应电动势多大？BADC三、交变电流的变化规律—推导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——峰值令Em=NBSω

则e=Em

sinωt

若为N匝线圈e=BSωsinωte=NBSωsinωteoEmT/42T/43T/4Tπ/2π3π/22πωtt-Em匝数面积三、交变电流的变化规律—结论

Em=NBSω

★★★若从中性面开始计时，则：t时刻瞬时值峰值（最大值）从瞬时值可以看出：★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，这种交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流。三、交变电流的变化规律—结论若线圈从中性面的垂面（峰值面）开始计时，在t时刻线圈中的感应电动势是多少？BvA(B)D(C)中性面ωtt=0

v‖v⊥ωt另一种推导方式：说明：物理学中，正弦交变电流与余弦交变电流(本质规律都相同)统称为正弦式交流电负载两端电压变化规律：流过负载的电流变化规律：三、交变电流的变化规律—推论

电动势变化规律：负载两端电压变化规律：故：从与中性面垂直的位置（峰值面）开始计时，瞬时值：流过负载的电流变化规律：三、交变电流的变化规律—推论1.基本组成：产生感应电动势的

线圈⁠（电枢）和产生磁场的

磁体⁠。2.分类（1）旋转电枢式发电机：电枢转动，磁极不动，输出电压一般不超过500V。（2）旋转磁极式发电机：

磁极⁠转动，电枢不动，能够产生几千伏到几万伏的电压，输出功率可达几百兆瓦。线圈磁体磁极四、交变发电机—自主学习旋转电枢式的缺点：旋转磁极式的优点：电压高会火花放电、电枢无法做大高电压、高功率输出2.两种发电机的比较四、交变发电机—自主学习交变电流交流发电机交变电流的变化规律电枢磁极交变电流的产生课堂总结1.(交变电流的判断)(多选)下图所示图像中属于交变电流的有(

)答案:ABC解析:根据交变电流的定义分析,是否属于交变电流关键是看电流方向是否发生变化,而不是看大小。此题根据图像判断是否属于交变电流,意在提高学生的辨析能力,培养物理观念核心素养。课堂练习2.(交变电流的产生)(多选)下列各图中能产生交变电流的是(

)答案:CD解析:A图中的转轴与磁场方向