人教版选修3-2第五章第一节 交变电流
合集下载
人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》第一节：交变电流(共17张)
电流 iIms int通过R时：
uiR ， U mImR.
（3）电路上的电压按正弦规律变化 uUms int
2.峰值表达式
Em＝NBSω＝NΦmω
Im＝RE＋mr
Um＝ImR
☆成立条件:
转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时 .
特别提醒: (1) 瞬时值表达式与开始计时的位置有关． ① 若线圈从中性面开始计时，e＝Emsinωt. ② 若线圈从位于与中性面垂直的位置开始计时，e＝ Emcosωt. (2) 峰值与开始计时的位置及线圈转动的时间无关， 与线圈形状无关，与转轴的位置无关．
B∥S
Φ=0
t 最大
E最大 I最大
A(B)
D(C)
感应电流方向B到A
线圈与磁场平行时, Φ最小, 但线圈 中的电动势最大 (V⊥B)
.
D(C) B
A(B)
B⊥S Φ最大 V // B E=0 I=0
中性面
B∥S Φ=0
D(C )
A(B )
V⊥B
E、I最大
B
感应电流方向C到D
.
中性面 线圈平面与磁感线垂直的位置
.
【答案】 D
.
【精讲精析】 因电动势按余弦规律变化 ，故初始时刻线圈处于垂直中性面的位置 ，至t1时刻恰好到达中性面，磁通量最大 ，A错；t2时刻又垂直中性面，磁通量为 零，但其变化率最大,B错；t3时刻又到达 中性面，磁通量最大，但其变化率为零， C错；e变换方向时正是其大小为零时，也 恰好是磁通量最大时. 【答案】 D
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
uiR ， U mImR.
（3）电路上的电压按正弦规律变化 uUms int
2.峰值表达式
Em＝NBSω＝NΦmω
Im＝RE＋mr
Um＝ImR
☆成立条件:
转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时 .
特别提醒: (1) 瞬时值表达式与开始计时的位置有关． ① 若线圈从中性面开始计时，e＝Emsinωt. ② 若线圈从位于与中性面垂直的位置开始计时，e＝ Emcosωt. (2) 峰值与开始计时的位置及线圈转动的时间无关， 与线圈形状无关，与转轴的位置无关．
B∥S
Φ=0
t 最大
E最大 I最大
A(B)
D(C)
感应电流方向B到A
线圈与磁场平行时, Φ最小, 但线圈 中的电动势最大 (V⊥B)
.
D(C) B
A(B)
B⊥S Φ最大 V // B E=0 I=0
中性面
B∥S Φ=0
D(C )
A(B )
V⊥B
E、I最大
B
感应电流方向C到D
.
中性面 线圈平面与磁感线垂直的位置
.
【答案】 D
.
【精讲精析】 因电动势按余弦规律变化 ，故初始时刻线圈处于垂直中性面的位置 ，至t1时刻恰好到达中性面，磁通量最大 ，A错；t2时刻又垂直中性面，磁通量为 零，但其变化率最大,B错；t3时刻又到达 中性面，磁通量最大，但其变化率为零， C错；e变换方向时正是其大小为零时，也 恰好是磁通量最大时. 【答案】 D
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
人教版高二物理选修3-2 第五章交变电流第1节《交变电流》课件(共40张PPT)
电流i通过R时：ui R ， U mImR.
成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时
四、交流电的图像
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
d
k
L
A
B
e
Em
o
T/4
π/2
2T/4
3T/4
π
3π/2
T
t
2π ωt
四、交流电的图像
e
Em
0
t
-Em
i
Im
0
一 科 护 士 长 。这五 年间,在 院领导 班子和 科主任 领导下 ,能坚持 学习,撰 写论 文。 “门诊
做一做
二、交变电流的产生
1、线圈在匀强磁场中绕垂直于
磁场的轴匀速转动
2、过程分析
（1）在线圈转动的过程中，那些边会产生感应电动势？
ab边 cd边
（2）怎样将立体图转化为平面图？
将立体图转化为平面图
1．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交 变电流的是 A B D ，属于正弦交变电流的是 A 。
i t
A
B
C
D
2 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平 面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势随时 间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是 ( )：
A. T1时刻通过线圈的磁通量为零； B. T2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大； C. T3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最
人教版选修3-2 第五章第一节 交变电流
e
2BL1
L2 2
sin t
BS
sin t
设线圈平面从中性面开始转动，角速度 是ω．经过时间t，AB、CD宽L1，AD、BC 长L2 ，磁感应强度是B.
t=0
v11
A(B)
θ
e
2BL1
L2 2
sin t
BS
sin t
v v⊥
D(C)
若线圈的匝数为n，则整个线圈产生的感应电动势
e＝nBSω sin ωt
Em =nBSω
e=Emsinωt
i=Imsinωt
三、交变电流的变化规律
正弦式交变电流的瞬时值表达式 (1)从中性面位置开始计时 e＝Emsin ωt，i＝Imsin ωt，u＝Umsin ωt (2)从与中性面垂直的位置开始计时 e＝Emcos ωt，i＝Imcos ωt，u＝Umcos ωt.
人教版选修32-0217
第五章第一节 交变电流
一、交变电流
1.直流：方向不随时间变化的电流称为直流（DC）. 2.交变电流：方向随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简 称交流（AC）.
二、交变电流的产生 交流发电机:
线圈和磁极
A(B)
v
B
v
D(C)
设线圈平面从中性面开始转动，角速度
t=0
t=0
A(B)
θ
v
B
D(C)
Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωt e＝Emsin ωt＝nBSωsin ωt
感应电动势均为e＝Emsin ωt＝nBSωsin ωt的形式
是ω．经过时间t，AB、CD宽L1，AD、BC
长L2 ，磁感应强度是B.
v11
A(B)
人教版选修3-2 第五章 第1节 交变电流 课件(30张)
(2)线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但
ΔΦ Δt
＝0，e
＝0，i＝0.
(3)线圈越过中性面，线圈中I感方向要改变．线圈转一周，
感应电流方向改变两次．
3．两个特殊位置的对比分析
名称
中性面
中性面的垂面
位置
线圈平面与 线圈平面 磁场垂直 与磁场平行
磁通量
最大
零
磁通量的变化率
零
最大
感应电动势
零
最大
3．图象特点 (1)恒定电流的图象是一条与时间轴平行的直线． (2)交变电流的图象随时间做周期性变化，如图所示是正弦 式交变电流的图象．
1．当摇动如图所示的手摇交流发电机时，发现小灯泡闪 烁．此时流过小灯泡的电流是( )
A．交流电 C．恒定电流
B．直流电 D．涡流
解析：选A 交流电是指电流的方向发生变化的电流，直流 电的方向不变，而恒定电流的大小与方向均不变，涡流是感应 电流，而手摇交流发电机产生的是交流电，故A正确，B、C、D 错误．
B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的 方向都要改变一次 D．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一 次
解析：选C 线圈转至中性面时，线圈平面垂直于磁感线， 磁通量最大，但磁通量的变化率、感应电动势、感应电流均为 零，电流方向恰好发生变化．因此，线圈在匀强磁场中转动产 生交变电流时，每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的 方向都要改变一次，线圈每转动一周，两次经过中性面，感应 电动势和感应电流的方向都改变两次，所以C正确．
5．(多选)(2018·辽宁抚顺市检测)矩形线 圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线 圈中产生如图所示的交流电，则对应t1时刻 线圈的位置可能为下图中的( )
人教版高中物理选修3-2课件：第五章 交变电流 第1节
DCBA
3-2 ·
人 教 版
返回导航
第五章 交变电流
知识点3
交变电流的变化规律
1．正弦式交变电流
正弦规律 变化的交变电流，简称正弦式电流。 (1)定义：按__________
(2)函数和图象：
函数 图象
Emsinωt 瞬时电动势：e＝___________
瞬时电压：u＝U ________ msinωt
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
线圈由丁位置转到戊位置过程中，电流方向为b→a→d→c。
(2)如图 B所示：在乙位置和丁位置时，线圈垂直切割磁感线，产生的电动 势和电流最大；在甲位置和丙位置时，线圈不切割磁感线，产生的电动势和电
物 理 选 修
流均为零。
3-2 ·
人 教 版
返回导航
第五章 交变电流
3．两个特殊位置物理量的特点 名称 位置 磁通量 中性面 中性面的垂面 线圈平面与磁场垂直 线面平面与磁场平行 最大 零
如图所示。
物 理 选 修
(图 A)
3-2 ·
人 教 版
返回导航
第五章 交变电流
(图 B)
物 理 选 修
3-2 ·
人 教 版
返回导航
第五章 交变电流
(1)如图A所示： 线圈由甲位置转到乙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。 线圈由乙位置转到丙位置过程中，电流方向为a→b→c→d。 线圈由丙位置转到丁位置过程中，电流方向为b→a→d→c。
3-2 ·
人 教 版
返回导航
第五章 交变电流
重点难点突破
物 理 选 修
3-2 ·
人 教 版
返回导航
第五章 交变电流
一、交变电流的产生过程
【人教版】高中物理选修3-2精品讲义：第5章交变电流1
ωｔ.
(2)整个线圈中的感应电动势由 ab 和 cd 两部分组成， 且 eab＝ ecd，所以 e1＝ eab＋ ecd＝ BSωsin ωｔ.
(3)若线圈有 N 匝，则相当于 N 个完全相同的电源串联，所以 e＝ NBSωsin ωｔ.
[知识梳理 ] 交变电流的瞬时值及峰值：
(1)正弦式交变电流电动势的瞬时值表达式：①当从中性面开始计时：
图1 答案 (1) 当接在干电池两端时，只有一个发光二极管会亮． (2)当接在手摇式发电机两端时，两个发光二极管间或的闪亮，原因是发电机产生与直流不同 的电流， 两个发光二极管一会儿接通这一个， 一会儿再接通另外一个， 电流方向不停地改变． [知识梳理 ] 对交变电流的认识： (1)交变电流：大小和方向随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流． (2)直流：方向不随时间变化的电流称为直流． 注意：对直流电流和交变电流的区分主要是看电流方向是否变化．
电流的峰值为
I
m＝
Em＝ R
6.28
A
瞬时值表达式为 e＝ Emsin ωｔ＝6.28sin 10πt V.
一、交变电流的产生 例 1 (多选 )矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内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的方向就改变一次 D ．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零 答案 CD 解析 线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁 感线的两边的速度与磁感线平行，即不切割磁感线，所以感应电动势等于零，此时穿过线框
()
人教版高中物理选修3-2课件第5章交变电流1
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
2－1 如图所示，一半径为 r＝10
cm 的圆形线圈共 100 匝，在磁感应强度 B＝π52T 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线 OO′以 n＝600 r/min 的转速匀速转动，当线圈转 至中性面位置(图中位置)时开始计时．
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
三、交变电流的变化规律
1．正弦式交变电流 (1) 定 义 ： 按 __正__弦___ 规 律 变 化 的 交 变 电 流 ， 简 称 _正__弦___式__电__流__．
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
(2)函数和图象 函数
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
3－1 矩形线圈的 匝数为 50 匝，在匀强磁场中绕垂直 于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈 的磁通量随时间的变化规律如图所 示．下列结论正确的是( )
A．在 t＝0.1 s 和 t＝0.3 s 时，电动势最大 B．在 t＝0.2 s 和 t＝0.4 s 时，电动势改变方向 C．电动势的最大值是 157 V D．在 t＝0.4 s 时，磁通量变化率最大，其值为 3.14 Wb/s
Em＝NBSω＝2NBLv＝NΦmω
①
Im＝RE＋mr
②
Um＝ImR′
③
物理 选修3-2
第五章 交变电流
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
智能综合训练
人教版高二物理选修3-2 5.1交变电流 课件(共25张PPT)
5.1 交变电流
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
d
k
L
A
B
甲
乙
丙
丁
戊
正弦交变电流的产生及变化规律 1.交流电产生过程中的两个特殊位置
图示 概念 中性面位置 与中性面垂直的位置
B⊥S
B∥S
Φ＝BS，最大
Φ＝0，最小
特点
e＝nΔΔΦt ＝0，最小
e＝nΔΔΦt ＝nBSω，最大
2.(2018·湖南邵阳二中月考)(多选)一正弦交流电的电压随时间 变化的规律如图12所示。由图可知( )
A.该交流电的电压瞬时值的表达式为 u＝100sin 25πt(V) B.该交流电的频率为 25 Hz C.该交流电的电压的有效值为 100 2 V D.若将该交流电压加在阻值 R＝100 Ω 的电阻两端，则电阻消耗的功率为 50 W
2.如图6所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴 线OO′与磁感线垂直。已知匀强磁场的磁感应强度B＝1 T，线 圈所围面积S＝0.1 m2，转速12 r/min。若从中性面开始计时， 则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为( )
A.e＝12πsin 120t(V) C.e＝0.04πsin 0.4圈匝数之比为4∶1，原线圈接入
一电压为U＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5 Ω的
负载电阻．若U0＝220 2 V，ω＝100π rad/s，则下述结论正
b
c
c
d
a
d
k
L
A
B
b
K L
A
a
B
c
b
b
a
dk
a
A
L
B
c
K L
A d
B
b
c
a
d
k
L
A
B
甲
乙
丙
丁
戊
正弦交变电流的产生及变化规律 1.交流电产生过程中的两个特殊位置
图示 概念 中性面位置 与中性面垂直的位置
B⊥S
B∥S
Φ＝BS，最大
Φ＝0，最小
特点
e＝nΔΔΦt ＝0，最小
e＝nΔΔΦt ＝nBSω，最大
2.(2018·湖南邵阳二中月考)(多选)一正弦交流电的电压随时间 变化的规律如图12所示。由图可知( )
A.该交流电的电压瞬时值的表达式为 u＝100sin 25πt(V) B.该交流电的频率为 25 Hz C.该交流电的电压的有效值为 100 2 V D.若将该交流电压加在阻值 R＝100 Ω 的电阻两端，则电阻消耗的功率为 50 W
2.如图6所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴 线OO′与磁感线垂直。已知匀强磁场的磁感应强度B＝1 T，线 圈所围面积S＝0.1 m2，转速12 r/min。若从中性面开始计时， 则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为( )
A.e＝12πsin 120t(V) C.e＝0.04πsin 0.4圈匝数之比为4∶1，原线圈接入
一电压为U＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5 Ω的
负载电阻．若U0＝220 2 V，ω＝100π rad/s，则下述结论正
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
峰值表达式：
电动势峰值：Em =NBS
负载两端电压峰值：U m
NBS R
Rr
流过负载的电流峰值：I m
=
NBS
Rr
生成展示 图像：
交变电流的变化规律 从中性面位置开始计时！
生成展示 图像：
交变电流的变化规律 从中性面的垂面位置开始计时！
原理：电磁感应。
中性面：线圈平面与磁场垂直时的位置。
在此位置时，线圈中的磁 通量最大，磁通量的变化率为零， 线圈中感应电动势为零，线圈每 次经过此位置时，电流的方向就 改变一次。
生成展示 中性面的垂面：线圈平面与磁场平行时的位置。
在此位置时，线圈中的磁 通量为零，磁通量的变化率最大， 线圈中感应电动势最大，线圈每 次经过此位置时，电流的方向不 变。
B
A
N
S
C
D
质疑互动 交流电的产生：
线框磁通量的变化
B
N
S
C
质疑互动 交流电的产生：
2.线圈与磁场方向成0°角（转过90°角）
B
NA
C
DS
质疑互动 交流电的产生：
线框磁通量的变化
B
N
S
C
质疑互动 交流电的产生：
3.线圈与磁场方向成90°角（转过180°角）
C
D
N
S
B
A
质疑互动 交流电的产生：
线框磁通量的变化
B
N
S
C
质疑互动 交流电的产生：
3.线圈与磁场方向成0°角（转过270°角）
C
ND
B
A
S
质疑互动 交流电的产生：
线框磁通量的变化
B
Nቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
S
C
质疑互动 交流电的产生：
1.线圈与磁场方向成90°角（转过360°角）
B
A
N
S
C
D
生成展示 交变电流的产生：线圈在匀强磁场中绕线圈平面内
垂直于磁感线的轴，以某一角速度匀速转动。
注：线圈每经过中性面一次，线圈中感应电流就要 改变一次方向。线圈每转一周，感应电流方向改变两次。
生成展示
交变电流的变化规律
电动势变化规律： e Em sin t
注：式中Em是个常数，表示电动势可能达到的最大值，叫 做电动势的峰值。ω为发电机线圈转动的角速度。
若负载为纯电阻时： 从中性面位置开始计时！
负载两端电压变化规律： u Um sin t 流过负载的电流变化规律： i Im sin t
生成展示
交变电流的变化规律
从与中性面垂直的位置开始计时：
电动势变化规律： e Em cost
负载两端电压变化规律：u Um cost
流过负载的电流变化规律： i Im cost
生成展示
交变电流的变化规律
第五章 交变电流
第一节 交变电流
情境导入
AC
交变电流： 大小和方向都
随时间做周期性变 化的电流。简称交 流。
DC
直流： 方向不随时间
变化的电流。
问题导入 电池供给的电流就是直流电
交流电是如何产生的呢？
结合大家所学的电磁感 应相关知识，共同来探究学 习交流电的产生。
质疑互动 交流电的产生：
1.线圈与磁场方向成90°角（转过0°角）