人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交变电流 1.交变电流.ppt

解析:将立体图转化为平面图来分析,如图所示。图甲中,线圈平面与磁感线垂直,磁通量最大,但磁通量变化率最小,故A错误;从图乙位置开始计时,则t=0时线圈产生的感应电动势最大,形成的感应电流最大,线圈中的电流i随时间t变化的关系是i=Imcosωt,故B错误;当线圈转到图丙位置时,线圈位于中性面位置,此时感应电流最小,且感应电流方向改变,故C正确;当线圈转到图丁位置时,感应电动势最大,根据右手定则可知ab边感应电流方向为b→a,故D错误。课堂小结随堂练习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。2.(交变电流的产生)(多选)下列四幅图对应的方法中能够产生交变电流的是()A.图甲中线圈在匀强磁场中按逆时针方向匀速转动B.图乙中金属棒绕过中心且与磁场垂直的轴逆时针匀速转动C.图丙中由一条导线折成的U形线框绕PQ在匀强磁场中匀速转动D.图丁中闭合线圈垂直磁感线不动,穿过线圈的磁通量按照正弦规律变化答案:ACD解析:题图甲中线圈在匀强磁场中按逆时针方向匀速转动,会产生正弦式交变电流;题图乙中的金属棒不切割磁感线,不产生感应电动势,故不产生交变电流;题图丙中的U形线框与矩形线圈切割磁感线的效果是相同的,可以产生交变电流;磁通量按题图丁所示变化,线圈中能产生正弦式交变电流,故选A、C、D。3.(交变电流的规律)如图所示,线圈的面积是0.1m2,共100匝,匀强磁场的磁感应强度,线圈以20πrad/s的角速度匀速旋转。(1)若从图中时刻开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式。(2)从图中时刻开始计时,线圈转过时电动势瞬时值多大?答案:(1)e=200cos20πt(V)(2)100V解析:(1)题图中时刻线圈平面与中性面垂直,故e=Emcosωt=NBSωcosωt=200cos20πt(V)。本课结束1.交变电流第三章内容索引自主预习·新知导学合作探究·释疑解惑课堂小结随堂练习课标定位1.知道交变电流和直流的概念。2.知道交变电流的峰值、瞬时值的含义,掌握交变电流的产生和变化规律。3.了解交流发电机的构造和工作原理。素养阐释1.通过对交变电流和直流的学习,形成物理观念。2.通过交变电流的产生和变化规律的学习,掌握科学思维的方法。3.体会发电机在人类生活和社会发展中的作用,培养科学态度与责任。自主预习·新知导学一、交变电流1.交变电流:电流和电压随时间做周期性变化,简称交流。2.直流:方向不随时间变化的电流。二、交变电流的产生1.交变电流的产生条件。在匀强磁场中,矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。2.过程分析,如图所示。三、交变电流的变化规律1.正弦式交变电流:按正弦规律变化的交变电流,简称正弦式电流。其电动势瞬时值表达式为e=Emsinωt,其中Em=NωBS。?2.当正弦式交变电流的负载为灯泡等纯电阻用电器时,写出负载两端的电压u、流过的电流i的表达式。提示:负载两端的电压u、流过的电流i也按正弦规律变化,即u=Umsinωt,i=Imsinωt。3.峰值:表达式中的Em、Um和Im分别是电动势、电压和电流能达到的最大值,也叫峰值。4.正弦式交变电流的图像。四、交流发电机1.基本组成部分是两部分,即产生感应电动势的线圈(通常叫作电枢)和产生磁场的磁体。2.分类:旋转电枢式发电机和旋转磁极式发电机。3.转子和定子:转动的部分叫转子,不动的部分叫定子。4.发电机将机械能转化为电能,输送给外电路。【思考讨论】1.判断下列说法的正误。(1)只有大小和方向都不发生变化的电流才是直流。()(2)当线圈中的磁通量最大时,产生的电流也最大。()(3)当线圈平面与磁场垂直时,线圈中没有电流。()(4)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时产生的电流是交变电流。()(5)交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关。()××√√×2.交变电流的大小是否一定变化?它与直流的最大区别是什么?提示:交变电流的大小不一定变化,如方波形电流;它与直流的最大区别是方向随时间做周期性变化。3.结合交变电流的产生过程想一想,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,每转一周,电流方向改变几次?提示:线圈每转一周,两次经过中性面位置,每经过中性面位置