選修3-251交變電流

1、2021-11-2512021-11-252教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)v（一）知識(shí)與技能（一）知識(shí)與技能v1使學(xué)生理解交變電流的產(chǎn)生原理，知道什么是中性面。v2掌握交變電流的變化規(guī)律及表示方法。v3理解交變電流的瞬時(shí)值和最大值及中性面的準(zhǔn)確含義。2021-11-253v（二）過(guò)程與方法（二）過(guò)程與方法v1掌握描述物理量的三種基本方法（文字法、公式法、圖象法）。v2培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，空間想象能力以及將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖形的能力。v3培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力。2021-11-254v（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，體會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)知

2、識(shí)解決物理問(wèn)題的重要性v教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)v重點(diǎn)重點(diǎn): 交變電流產(chǎn)生的物理過(guò)程的分析。v難點(diǎn)難點(diǎn): 交變電流的變化規(guī)律及應(yīng)用。v教學(xué)方法教學(xué)方法 演示法、分析法、歸納法。v教具教具 手搖單相發(fā)電機(jī)、小燈泡、示波器、多媒體教學(xué)課件、示教用大的電流表 2021-11-255教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程一引入新課一引入新課v1出示單相交流發(fā)電機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生首先觀察它的主要構(gòu)造。v2演示：將手搖發(fā)電機(jī)模型與小燈泡組成閉合電路。當(dāng)線框快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，觀察到什么現(xiàn)象?v3這種大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化電流，叫做交變電流。 2021-11-256二進(jìn)行新課二進(jìn)行新課v（一）、單相交流發(fā)電機(jī)（一）、單相交流發(fā)電機(jī)

3、v1出示單相交流發(fā)電機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生首先觀察它出示單相交流發(fā)電機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生首先觀察它的主要構(gòu)造。的主要構(gòu)造。 定子定子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子電刷電刷電刷電刷2021-11-257v2、組成：、組成：v用來(lái)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的線圈（叫電樞）用來(lái)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的線圈（叫電樞） v用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁極用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁極 v3、種類、種類 v旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī) v旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)v轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子，不動(dòng)的部分叫定子轉(zhuǎn)動(dòng)的部分叫轉(zhuǎn)子，不動(dòng)的部分叫定子2021-11-258v實(shí)驗(yàn)1：v將手慢搖發(fā)電機(jī)模型觀察示教用大的電流表 指針左右擺動(dòng)2021-11-259觀察小燈泡的發(fā)光情況“亮”、“閃”閃閃:

4、:亮亮: :通過(guò)燈泡電流大小是變化通過(guò)燈泡電流大小是變化說(shuō)明有電流通過(guò)燈泡說(shuō)明有電流通過(guò)燈泡 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流強(qiáng)度大小是變化的線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流強(qiáng)度大小是變化的2021-11-2510（二）交變電流v1.交變電流:大小和方向都隨時(shí)間做周期性的變化.簡(jiǎn)稱交流（AC）v2.直流電:方向不隨時(shí)間變化的電流（DC）v 恒定電流:大小和方向不隨時(shí)間變化的電流2021-11-2511v幾種常見(jiàn)的交變電波形幾種常見(jiàn)的交變電波形2021-11-2512v例題1：觀察下列幾個(gè)電流與時(shí)間的圖象,判斷哪些是交變電流it0(2)it0(1)it0(3)i0t(4)i0t(5)（1）（）（2）（）（5）2021-

5、11-2513（三）交變電流（三）交變電流( (交流電交流電) )的產(chǎn)生的產(chǎn)生v1矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈里能產(chǎn)生交變電流v工作原理 2021-11-2514 為了能更方便地說(shuō)明問(wèn)題，我們將立體圖轉(zhuǎn)為了能更方便地說(shuō)明問(wèn)題，我們將立體圖轉(zhuǎn)化為平面圖來(lái)分析化為平面圖來(lái)分析. .2021-11-2515(甲甲) BSBS， 最大，最大， E=0 , I=0E=0 , I=0 沒(méi)有邊切割磁感應(yīng)線沒(méi)有邊切割磁感應(yīng)線中性面：中性面：線圈平面與磁感線垂直的位置叫線圈平面與磁感線垂直的位置叫做中性面做中性面從中性面開(kāi)始中性面開(kāi)始2021-11-2516BSBS，=0=0，E E最大，最大，I I最大

6、，最大， (乙乙)a a（b b）、）、d d（c c）邊垂直）邊垂直切割磁感應(yīng)線，切割磁感應(yīng)線，感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流方向b b到到a a2021-11-2517(丙丙)BSBS， 最大，最大， E=0 , I=0E=0 , I=0 又見(jiàn)中性面又見(jiàn)中性面2021-11-2518BSBS，=0=0，E E最大，最大，I I最大，最大， 感應(yīng)電流方向感應(yīng)電流方向a a到到b b丁2021-11-2519那么整個(gè)連續(xù)的過(guò)程是那么整個(gè)連續(xù)的過(guò)程是 假定從假定從E經(jīng)過(guò)負(fù)載流向經(jīng)過(guò)負(fù)載流向F的電流為正，反之為的電流為正，反之為負(fù)，在坐標(biāo)上標(biāo)出線圈達(dá)到甲、乙、丙、丁四負(fù)，在坐標(biāo)上標(biāo)出線圈達(dá)到甲、乙、丙、丁四

7、個(gè)位置對(duì)應(yīng)的時(shí)刻和電流。個(gè)位置對(duì)應(yīng)的時(shí)刻和電流。0最大最大0反向最大反向最大2021-11-2520a. a. 磁通量磁通量為為0 0b. Eb. E最大，磁通量的變化率最大，磁通量的變化率/t t最大最大 （1 1）（）（甲甲）（丙）中性面（線圈與磁感線垂直的平面）（丙）中性面（線圈與磁感線垂直的平面）（2 2）（乙）（丁）乙）（?。┳畲笾得妫ň€圈垂直中性面）最大值面（線圈垂直中性面）a. a. 磁通量磁通量最大最大b. Eb. E0 0，磁通量的變化率，磁通量的變化率/t t為零為零c. c. 當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至中性面時(shí)，電流方向發(fā)當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至中性面時(shí)，電流方向發(fā) 生改變生改變d. d. 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一

8、周電流方向改變線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流方向改變兩次兩次2021-11-2521 以線圈經(jīng)過(guò)以線圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，在時(shí)刻計(jì)時(shí)，在時(shí)刻t t線圈中的線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（abab和和cdcd邊切割磁感線邊切割磁感線 ）sineNBStmENB S令則有 tEemsin e 為電動(dòng)勢(shì)在時(shí)刻t的瞬時(shí)值， Em為電動(dòng)勢(shì)的最大值（峰值）（四）交變電流的變化規(guī)律（四）交變電流的變化規(guī)律2021-11-2522 成立條件：轉(zhuǎn)軸垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，勻速轉(zhuǎn)動(dòng) （1）電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化tEemsin（2 2）電流按正弦規(guī)律變化）電流按正弦規(guī)律變化 tIimsin（3）電路上的電壓按正

9、弦規(guī)律變化 tUumsin 電流 通過(guò)R時(shí)： tIimsin.RIUiRumm，rREImm2021-11-25232 2、交變電流的變化規(guī)律、交變電流的變化規(guī)律e=nBssint=Emsint(從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí))e=nBscost=Emcost(從從BS開(kāi)始計(jì)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí))i=(nBs/R)sint=Imsint(從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí))i=(nBs/R)cost=Imcost(從從從從BS開(kāi)始計(jì)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí))u=Umsint(從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí))u=Umcost(從從從從BS開(kāi)始計(jì)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí))(1)(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì): :(2)感應(yīng)電流感應(yīng)電流:

10、(3)外電路電阻兩端的電壓外電路電阻兩端的電壓:2021-11-2524（五）交流電的（五）交流電的圖像圖像2021-11-2525例題例題2 2 一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，下面說(shuō)法中正確的是：變化規(guī)律如圖所示，下面說(shuō)法中正確的是：A.A. T T1 1時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量為零；時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量為零；B.B. T T2 2時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大；時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大；C.C. T T3 3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大；時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量變化率的絕對(duì)值最大；D.D. 每當(dāng)每當(dāng)e e變換方向時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值都變換方向時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值都為