新课标人教版课件系列交变电流课件
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新教材人教版高中物理选择性必修第二册 3-2 交变电流的描述 教学课件
解：①70.7V 是有效值
氖管会发光
（rad/s）
第三十二页，共三十五页。
作出交变电流的 U-t 图 U＝Umsinωt＝100sinl00πt 伏 设电压为 70.7V 对应时刻为 t1 代入公式即 70.7V＝100sin100πt1 t1＝0 .0025s 由图象对称性知，1 个周期氖管发光 时间为Δt＝4(t1-0)＝0.01s 1s 内有 1/0.02=50 个周期，则 1s 内发光时间 0.01s×50=0.5s
我们把交变电流完成一次周期性变化所需
的时间，叫作它的周期，通常用T表示，单位是 秒。
交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫做它
的频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的 次数。频率通常用f表示，单位是赫兹。
第四页，共三十五页。
f 1 或 T1
T
f
e Em sin t i Im sin t u Um sin t
第五页，共三十五页。
T
2
或
f
2
想一想
一交变电流的电压随时间的变化图像如图所示，这个交变电流的 周期是多少？频率是多少？
T=0.02s
f 1 50Hz T
第六页，共三十五页。
二、峰值和有效值
e Em sin t i Im sin t u Um sin t
峰值： Em ＝NωBS
Im ＝ Em /R总 Um ＝ Im R外
A．80 J C．90 J
B．85 J D．125 J
第二十九页，共三十五页。
【答案】 B
【解析】
由交变电流的有效值定义知
3A 2
2R·T＋(2 A)2R·T＝I2RT，该交变电流的有效值
2
《交变电流》》课件
3 热电效应法
通过热电材料的热电效应可以产生电动势， 进而产生交变电流。热电材料的种类较多， 如铁素体材料等。
4 机械振荡法
通过机械振荡的运动引起导体的运动，从而 产生交变电动势。
测量方法
电磁式电流表法
电磁式电流表法是较为常见的电流测量方法， 它利用电流在电磁场中产生的力，测出电流的 大小。
电桥法
频率
交变电流的频率指单位时间内电流变化的次数， 通常以赫兹(Hz)为单位计量。
电压变化
交变电压与交变电流存在本质联系，通常情况 下交变电压与交变电流呈正弦波形变化。
特点
正弦波
正弦波是交变电流最常见的波形，也是电力系统中 最基本的波形。正弦波的频率不同，电流的性质对 系统的影响也不同。
可产生
交变电流可以通过变压器、电动机、发电机等电器 设备产生，其产生方法多样。
工业领域
家庭用电
在工业领域，交变电流广泛应用于电动机、电阻炉、 变压器、电弧焊接等方面。
在家庭用电中，交变电流用于供电、家电拍打等方 面。家庭用电的电压和功率较小。
城市建设
随着智能化技术的不断发展，交变电流在城市建设 中越来越广泛，如智能家居、公共交通、医疗设备
高科技领域
借助于交变电流的便携性和高效性能，交变电流在 航空航天、卫星制造等高科技领域得到了广泛应用。
电桥法是利用电桥的平衡条件，在测量对象和 标准电阻之间调整电桥参数，使电桥达到平衡 来测量电流。
电势式电流表法
电势式电流表法是根据欧姆定律，通过测量电 阻器两端的电压来测量电流大小。
霍尔电流传感器法
通过在电路中插入霍尔电流传感器，可以测量 交变电流的大小和方向，还可以测量交变电流 的功率等参数。
交变电流优质课课件
4 典例精析 5 课堂小结 6Imsin ωt自我检测
一、交变电流
(1)把图 1 电路接在干电池的两端时，可以观察到的现象是什么？
自我检测
课堂小结
典例精析
学习探究
知识储备
图1
(2)把学图习中目电标路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎样的现象？
答案 (1)当接在干电池两端时，只有一个发光二极管会亮.
(1)图中，在线圈由甲转到乙的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？
(典2)在例线精圈析由丙转到丁的过程中，AB 边中电流向哪个方向流动？
(自3)当我线检圈测转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？
(课4)大堂致小画结出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从 E 经过负载流向 F 的电流记为正，
()
2.(交变电流的规律)如图 6 所示，矩形线圈 abcd 放在匀强磁场中，ad＝bc＝l1，ab＝cd＝l2.
从图示位置起该线圈以角速度 ω 绕不同转轴匀速转动，则
(CD )
× A.以 OO′为转轴时，感应电动势 e＝Bl1l2ωsin ωt
× B.以 O1O1′为转轴时，感应电动势 e＝Bl1l2ωsin ωt
( CD)
√ 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，各边切割磁感线的速度为零
中性面
各边切割磁感 线的速度为零
磁通量最大
感应电动势为零 中性面电流方向变
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
三、交变电流的规律
例 3 有一个正方形线圈的匝数为 10 匝，边长为 20 cm，线圈总电阻为 1 Ω，线圈绕 OO′
反之为负.在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻.
人教版新课程高中物理选修3-2《交变电流》(全章)精品课件.doc
1、如图所示，一线圈在匀强磁场屮匀速转动，经过图示位置时( )A、穿过线圈的磁通量最大，线圈中感应电流最大B、穿过线圈的磁通量最大，线圈中感应电流最小C、穿过线圈的磁通量最小，线圈中感应电流最大D、穿过线圈的磁通量最小，线圈屮感应电流最小线圈与中性面垂直2、如图所示，从开始计吋后，线圈第一次转到中性面的时刻为______ 末，此时穿过线圈的磁通量______ (填“最大”或“零”)，线圈中感应的电动势______ (填“最大”或“零”)，在0.02s末时刻，线圈在磁场中的位置是______________ o3、如图所示，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，则下列说法中错误的是( )A、匸0时刻线圈位于中性面B、11时刻，交流电改变方向C、t2时刻，线圈的交流电动势最大D、tl到t2的时间内，线圈的交流电动势在增大4、一台交流发电机产生正弦式交变电流，如果发电机线圈在转动过程中产生的感应电动势最大值为400V,线圈转动的角速度为314rad/s,从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时值表达式。
如果这个发电机线圈电阻为20Q,与发电机连接的外电路只有一个阻值为180Q的电阻，写出电路中电流的瞬时值表达式。
5、闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中产生的交变电动势的瞬时值表达式为e=311sin(314t)V0则此交流电的峰值为，有效值为，周期为，频率为。
6、闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n,每匝面积为S,线圈转动的角速度为3,求线圈中产生的交变电动势的最大值。
7、交流发电机在工作时的电动势为e=Emsin(wt),若将其电枢的转速提高为原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为( )A、e=Emsin( t/2 )B、e=2Emsin( t/2)C、e=Emsin(2 31)D、e=2Emsin(2 a) t)8、如图所示，止方形线圈abed绕对称轴OO '在匀强磁场中匀速转动，3=4UK1/S,若ab=bc=20cm,匝数n=20,磁感应强度B二0.2T,求：(1)线圈在转动过程中电动势的最大值；(2)从图示位置开始计时，求线圈中电动势的表达式；(3)从图示位置开始，当线圈转过60°时产生的感应电动势的一®------ ------ 瞬时值。
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 本章整合
线圈转动一周,经过中性面⑦ 两
次,电流的方向改变⑧ 两
次
由交变电流的图像可以得到的物理量是⑨ 峰值、周期、任意时刻的瞬时值
周期、频率、图像
峰值
交变电流的描述
四值
瞬时值
平均值
有效值
原理
理想变压器 基本关系
1 1
电压关系:⑩ 2 = 2
电流关系:⑪
常见变压器
电能的输送
远距离输电原理
能耗计算
1 2
压关系可知降压变压器副线圈两端的电压变小,C正确。
角度2发电功率一定的动态分析问题
【例题2】 (多选)某小型发电站高压输电示意图如图所示,变压器均为理
想变压器,发电机输出功率P1=20 kW。在输电线路上接入一个电流互感器,
其原、副线圈的匝数比为1∶10,电流表的示数为1 A,输电线的总电阻r=10
目录索引
网络构建
教考衔接
专项提升
网络构建
交变电流的概念:大小和① 方向
交变电流的产
生和变化规律
随时间做周期性变化的电流
线圈平面处于中性面时,磁通量② 最大
,电流的大小为③ 零
线圈平面与磁场平行时,磁通量为④ 零
,感应电流⑤ 最大
线圈从中性面开始转动,感应电动势的表达式为⑥ e=Emsin ωt
用户附近的降压变压器,经降压变压器降低电压后再输送至用户,如图所示。
设变压器都是理想变压器,在用电高峰期,随着用电器增多,用户消耗的电
功率增加,下列说法正确的是( BC )
A.发电机的输出电流变小
B.高压输电线路的功率损失变大
C.降压变压器副线圈两端的电压变小
D.升压变压器副线圈两端的电压变大
解析 用电高峰期用电器增多,降压变压器的输出电流增大,由变压器原、
次,电流的方向改变⑧ 两
次
由交变电流的图像可以得到的物理量是⑨ 峰值、周期、任意时刻的瞬时值
周期、频率、图像
峰值
交变电流的描述
四值
瞬时值
平均值
有效值
原理
理想变压器 基本关系
1 1
电压关系:⑩ 2 = 2
电流关系:⑪
常见变压器
电能的输送
远距离输电原理
能耗计算
1 2
压关系可知降压变压器副线圈两端的电压变小,C正确。
角度2发电功率一定的动态分析问题
【例题2】 (多选)某小型发电站高压输电示意图如图所示,变压器均为理
想变压器,发电机输出功率P1=20 kW。在输电线路上接入一个电流互感器,
其原、副线圈的匝数比为1∶10,电流表的示数为1 A,输电线的总电阻r=10
目录索引
网络构建
教考衔接
专项提升
网络构建
交变电流的概念:大小和① 方向
交变电流的产
生和变化规律
随时间做周期性变化的电流
线圈平面处于中性面时,磁通量② 最大
,电流的大小为③ 零
线圈平面与磁场平行时,磁通量为④ 零
,感应电流⑤ 最大
线圈从中性面开始转动,感应电动势的表达式为⑥ e=Emsin ωt
用户附近的降压变压器,经降压变压器降低电压后再输送至用户,如图所示。
设变压器都是理想变压器,在用电高峰期,随着用电器增多,用户消耗的电
功率增加,下列说法正确的是( BC )
A.发电机的输出电流变小
B.高压输电线路的功率损失变大
C.降压变压器副线圈两端的电压变小
D.升压变压器副线圈两端的电压变大
解析 用电高峰期用电器增多,降压变压器的输出电流增大,由变压器原、
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 (3)
磁通量的变化率最大,磁通量为零,即是从线圈平面与磁场方
向平行时开始计时的,选项A错误。t2时刻感应电动势最大,穿
过线圈的磁通量的变化率最大,磁通量为零,选项B正确,C错
误。感应电动势e的方向变化时,线圈通过中性面,穿过线圈的
磁通量最大,但方向并不变化,选项D错误。
4.如图所示,单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁
时,线圈内产生正弦式交变电流,当线圈平面在中性面时开始
计时,其表达式为e=Emsin ωt,而在某段时间内的平均电动势
可根据 =n 求得。
(1)e=Emsin ωt,Em=nBSω(与线圈形状无关),
×
又 ω=
rad/s=20π rad/s,故 e=100sin 20πt(V)。
sin ωt
从与中性面垂直的位置开始
计时
Φ=Φmsin ωt=BSsin ωt
e=Emcos ωt=NBSωcos ωt
u=Umcos ωt=
i=Imcos ωt=
+
+
cos ωt
cos ωt
2.正弦式交变电流电动势的峰值Em=NBSω,由线圈的匝数N、
磁感应强度B、线圈的面积S及其转动的角速度ω确定。
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,所以选项C正确。
3.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴
( √ )
四、交流发电机
1.电枢转动,磁极不动的发电机,叫作旋转电枢式发电机。
向平行时开始计时的,选项A错误。t2时刻感应电动势最大,穿
过线圈的磁通量的变化率最大,磁通量为零,选项B正确,C错
误。感应电动势e的方向变化时,线圈通过中性面,穿过线圈的
磁通量最大,但方向并不变化,选项D错误。
4.如图所示,单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁
时,线圈内产生正弦式交变电流,当线圈平面在中性面时开始
计时,其表达式为e=Emsin ωt,而在某段时间内的平均电动势
可根据 =n 求得。
(1)e=Emsin ωt,Em=nBSω(与线圈形状无关),
×
又 ω=
rad/s=20π rad/s,故 e=100sin 20πt(V)。
sin ωt
从与中性面垂直的位置开始
计时
Φ=Φmsin ωt=BSsin ωt
e=Emcos ωt=NBSωcos ωt
u=Umcos ωt=
i=Imcos ωt=
+
+
cos ωt
cos ωt
2.正弦式交变电流电动势的峰值Em=NBSω,由线圈的匝数N、
磁感应强度B、线圈的面积S及其转动的角速度ω确定。
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,所以选项C正确。
3.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴
( √ )
四、交流发电机
1.电枢转动,磁极不动的发电机,叫作旋转电枢式发电机。
3-1交变电流(教学课件)高中物理人教版(2019)选择性必修第二册
(1)写出t时刻整个线圈中的感应电动势e的表达式．
(2)线圈转过300，流过R的电荷量为多少？
(3)线圈转过300时，磁通量的变化率为多少？
解析：(1)感应电动势最大值Em＝NBSω＝NBL1L2·2πn＝50 V.
整个线圈中的感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcosωt＝50cos100t(V)．
③交流电压的大小可以通过变压器随意转换。
二、交变电流的产生
2.交流电的产生原理
ABCD——线圈 K、L——圆环
•
×
E=0、I=0
磁通量为最大 电流：B→A→D→C→B
中性面 :线圈与磁场方向垂直的平面
E、 F——电刷
•
×
1.交流发电机示意图
电流：C→D→A→B→C
二、交变电流的产生
•
×
•
磁通量为最大 电流：B→A→D→C→B
D．线框产生的交变电动势频率为100Hz
6.如图为电动机模型图，左侧为N极，右侧为S极。电动机线
框通过换向器连入电路中，线框abcd的面积为S，匝数为n，匀
强磁场磁感应强度为B，线框平面与磁场平行。若此时闭合开
关，则下列说法正确的是（ C ）
A.从正前方看去，该线框将会逆时针转动
B.若同时调转电极和磁极方向，则线圈的转动方向改变
①线圈与中性面的夹角是多少？ t
② AB边的速度多大？ v =
2 v= 2
③ AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？
④ AB边中的感应电动势多大？
1 = vsinθ =
2
sin t
⑤线圈中的感应电动势多大？
= 21 = sin t= BSsin t
②直流电：
(2)线圈转过300，流过R的电荷量为多少？
(3)线圈转过300时，磁通量的变化率为多少？
解析：(1)感应电动势最大值Em＝NBSω＝NBL1L2·2πn＝50 V.
整个线圈中的感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emcosωt＝50cos100t(V)．
③交流电压的大小可以通过变压器随意转换。
二、交变电流的产生
2.交流电的产生原理
ABCD——线圈 K、L——圆环
•
×
E=0、I=0
磁通量为最大 电流：B→A→D→C→B
中性面 :线圈与磁场方向垂直的平面
E、 F——电刷
•
×
1.交流发电机示意图
电流：C→D→A→B→C
二、交变电流的产生
•
×
•
磁通量为最大 电流：B→A→D→C→B
D．线框产生的交变电动势频率为100Hz
6.如图为电动机模型图，左侧为N极，右侧为S极。电动机线
框通过换向器连入电路中，线框abcd的面积为S，匝数为n，匀
强磁场磁感应强度为B，线框平面与磁场平行。若此时闭合开
关，则下列说法正确的是（ C ）
A.从正前方看去，该线框将会逆时针转动
B.若同时调转电极和磁极方向，则线圈的转动方向改变
①线圈与中性面的夹角是多少？ t
② AB边的速度多大？ v =
2 v= 2
③ AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？
④ AB边中的感应电动势多大？
1 = vsinθ =
2
sin t
⑤线圈中的感应电动势多大？
= 21 = sin t= BSsin t
②直流电：
高中物理第5章交变电流5电能的输送课件新人教版选修
判断正误
(1)从发电厂发出的电输送到用户均需要采用高压输 电．(×)
(2) 使 用 升 压 变 压 器 和 降 压 变 压 器 进 行 远 距 离 输 电 时，用户得到的电压可以高于发电机输出的电压．(√)
(3)远距离输电时，若升压变压器匝数比为 1∶n，降 压变压器匝数比为 n∶1，则升压变压器的输入电压和降 压变压器的输出电压相等．(×)
由 U 损＝IR 及 P 损＝I2R 可知 U 损及 P 损均增大，故 选项 C 错误．当 U 损增大时降压变压器的输出电压减小， 选项 B 错误．由 P 损＝UP22R 可知，当输送功率增大时输电 线损耗比例增大，选项 D 正确．
答案：D
A．提高输送功率 B．增大输送电流 C．提高输电电压 D．减小输电导线的横截面积
解析：电费高低与线路损耗有关，损耗越大，电费越 高．减少损耗的途径：一是减小输电导线中的电流，即可 提高输电电压；二是减小输电线的电阻，即增大导线的横 截面积，故 C 正确．
答案：C
知识点二 电网供电 提炼知识 1．远距离输电基本原理 远距离输电的基本电路如图所示．
3．减小电压、功率损失的方法． (1)减小输电线路电阻． 由 R＝ρSl 可知，间距一定时，使用电阻率小的材料， 增大导体横截面积可减小电阻． (2)减小输电电流 I. 由 P＝UI 可知，当输送功率一定时，升高电压可以 减小电流．
【典例 1】 (多选)在远距离送电时，输送的电功率
为 P，输送电压为 U，所用导线的电阻率为 ρ，横截面积
且输电线路上损失的功率 P 损＝UP2r，跟输送电压的 平方成反比，选项 A、C 均错误；根据欧姆定律可知，输 电线路上损失的电压与输送电流成正比，选项 B 正确； 输电导线总电阻 r 两端的电压不等于输送的电压，输电导 线总电阻 r 两端的电压与用户端得到的电压之和等于输 送的电压，选项 D 错误．故选 B.