粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三章 交变电流第一节 认识交变电流完美版ppt课件

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1.知道什么是交变电流。2.认识交流发电机,了解交流发电机结构。2.理解正弦式交变电流的产生原理,知道中性面的概念。3.掌握交变电流的变化规律,能用公式描述正弦式交变电流的变化规律。4.理解瞬时值、峰值的概念。
问题：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、观察交变电流的图像
1.交变电流(AC):强弱和方向  随时间做周期性变化的电流,简称交流。2.直流(DC):方向不随时间变化的电流。
用示波器观察交变电流的波形图
1、交流发电机的基本构造
思考：为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？
滑环：图中ab边连接L环，cd边连接K环
电刷：电刷A、B压在滑环上，引出电流
将立体图转化为侧视图来分析
2.交变电流的产生过程
问题:当线圈在磁场中绕轴转动时,哪些边切割磁感线?
此时位置称之为--中性面
（2）逆时针转过90度
（3）再转过90度（共转过180度）
（4）再转过90度（共转过270度）
（5）再转过90度（开始新的周期）
思考：1、线圈转动一周，电流方向改变多少次？2、线圈转到什么位置时磁通最大？这时感应电动势最大还是最小？3、线圈转到什么位置时磁通最小？这时感应电动势最大还是最小？
中性面时磁通量最大，感应电动势最小
与中性面垂直时磁通量最小，感应电动势最大
AB、CD两条边共同切割
三、用公式描述交变电流
1、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—正弦式交变电流
3、此表达形式仅在从中性面开始计时的情况下成立，如果从与中性面垂直的面开始计时，如下图，表达式将发生变化
4、若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电 路欧姆定律，电路电流：
4、正弦式交变电流是最基本的交变电流，但交变电流不只限于正弦式交变电流
示波器中的锯齿波扫码电压
1.旋转磁极式发电机2.旋转电纽式发电机
1.［多选］图中，哪些情况线圈中产生了交变电流（　 　）
解析：由交变电流的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状及转轴的位置没有特别要求。
2.［多选］矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是（　　）A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C.每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次D.线框经过中性面时，各边不切割磁感线
解析：A错：线框位于中性面时，线框中感应电动势为零。B错：当穿过线框的磁通量为零时，磁通量的变化率最大，此时线框中的感应电动势最大。C对：每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次。D对：线框经过中性面时，速度方向与磁感线平行，即各边不切割磁感线。
3.［多选］如图所示，矩形线圈abcd的边长分别是ab=L，ad=D，线圈与磁感应强度为B的匀强磁场平行，线圈以ab边为轴做角速度为ω的匀速转动，下列说法正确的是（从图示位置开始计时）（　　）A.t=0时线圈的感应电动势为零B.转过90°时线圈的感应电动势为零C.转过90°的过程中线圈中的平均感应电动势为D.转过90°的过程中线圈中的平均感应电动势为
【解析】A错：t=0时线圈的cd边切割磁感线，垂直磁感线方向向里运动，感应电动势最大。B对：转过90°时线圈的cd边转动的线速度方向与磁场方向平行，感应电动势为零。C错，D对：转过90°的过程中线圈中的平均感应电动势为E=
4.［多选］一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是（　　）A.t=0.01 s时刻线圈平面与中性面垂直B.t=0.01 s时刻Φ的变化率达到最大C.t=0.02 s时刻感应电动势达到最大D.该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示
解析：A对：由图甲可知t=0.01 s时刻磁通量等于零，线圈平面与中性面垂直。B对：t=0.01 s时刻，磁通量等于零，但磁通量变化率最大。C错：t=0.02 s时刻，磁通量最大，感应电动势为零。D错：由图甲可知感应电动势的图象应为正弦图象。