電是現(xiàn)代文明的血液PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1電是現(xiàn)代文明的血液電是現(xiàn)代文明的血液第1頁/共38頁第2頁/共38頁第3頁/共38頁第4頁/共38頁第5頁/共38頁思考：思考：1.在人們的生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的是什么電流？2.這種電流與直流電相比具有哪些優(yōu)點(diǎn)?答答:交流電交流電1).便于產(chǎn)生便于產(chǎn)生;2).便于輸送便于輸送;3).可以用變壓器升壓和降壓等可以用變壓器升壓和降壓等.答答:第6頁/共38頁交變流電的產(chǎn)生和變化規(guī)律交變流電的產(chǎn)生和變化規(guī)律第7頁/共38頁學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.明確交變電流的概念以及與直流明確交變電流的概念以及與直流電的區(qū)別；電的區(qū)別；2.理解交流電的產(chǎn)生過程理解交流電的產(chǎn)生過程;3.掌握交流電的變化規(guī)律

2、及表示方掌握交流電的變化規(guī)律及表示方法法;4.理解交流電瞬時(shí)值理解交流電瞬時(shí)值e、i、u和最大和最大值的準(zhǔn)確含義；值的準(zhǔn)確含義；5.知道交流發(fā)電機(jī)的簡單構(gòu)造及種知道交流發(fā)電機(jī)的簡單構(gòu)造及種類類.第8頁/共38頁一一. .交流電的產(chǎn)生交流電的產(chǎn)生: :1.思考思考:請同學(xué)們根據(jù)電磁感應(yīng)知識請同學(xué)們根據(jù)電磁感應(yīng)知識, ,自己設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電機(jī)模型自己設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)電機(jī)模型? ?第9頁/共38頁BA注注意意轉(zhuǎn)軸與線圈平面共面轉(zhuǎn)軸與線圈平面共面、與磁場垂直、與磁場垂直第10頁/共38頁2.實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)觀察觀察現(xiàn)象：交變電流的概念：這種大小和方向都隨時(shí)間做周期性的變化的電流叫交變電流，簡稱交流電。注意:方向隨時(shí)間做

3、周期變化是交流電的最重要的特征第11頁/共38頁A、C、E第12頁/共38頁 1.線圈轉(zhuǎn)動一周的過程線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中哪些邊切割磁感線中哪些邊切割磁感線?2.線圈轉(zhuǎn)動一周的過線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中電流方向的變化程中電流方向的變化?3.線圈轉(zhuǎn)至什么位置電動勢最大線圈轉(zhuǎn)至什么位置電動勢最大?什么位什么位置電動勢最小置電動勢最小?問題探究問題探究：第13頁/共38頁將立體圖將立體圖平面圖平面圖第14頁/共38頁 學(xué)習(xí)的方法學(xué)習(xí)的方法：對交變電流的產(chǎn)生過程對交變電流的產(chǎn)生過程, ,要注意理要注意理解兩個(gè)特殊位置的不同特點(diǎn)解兩個(gè)特殊位置的不同特點(diǎn)1).線圈處于線圈處于中性面時(shí)中性面時(shí)：SB，磁通量最大磁

4、通量最大磁通量的變化率為零磁通量的變化率為零,電動勢和電流最小電動勢和電流最小電流方向發(fā)生改變電流方向發(fā)生改變.2 2）線圈與中）線圈與中性面垂直性面垂直S/B,磁通量為零磁通量為零第15頁/共38頁磁通量的變化率為最大磁通量的變化率為最大, ,電動勢和電流最大電動勢和電流最大電流方向不發(fā)生改變電流方向不發(fā)生改變. .線圈每轉(zhuǎn)動一周上述兩種情形總是線圈每轉(zhuǎn)動一周上述兩種情形總是交替發(fā)生變化，產(chǎn)生了交變電流。交替發(fā)生變化，產(chǎn)生了交變電流。練習(xí)2:第16頁/共38頁矩形線框垂直于勻強(qiáng)磁場且位于線框平矩形線框垂直于勻強(qiáng)磁場且位于線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生交變電流，下列面的軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生交變電流，下

5、列說法正確的是（說法正確的是（ ）A當(dāng)線框位于中性面時(shí)，線框中感應(yīng)電動當(dāng)線框位于中性面時(shí)，線框中感應(yīng)電動勢最大勢最大B當(dāng)穿過線框的磁通量為零時(shí)，線框中感當(dāng)穿過線框的磁通量為零時(shí)，線框中感應(yīng)電動勢為零應(yīng)電動勢為零C每當(dāng)線框掠過中性面時(shí)，感應(yīng)電動勢和每當(dāng)線框掠過中性面時(shí)，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流方向就改變一次感應(yīng)電流方向就改變一次D線框經(jīng)過中性面時(shí)各邊切割磁感線的有線框經(jīng)過中性面時(shí)各邊切割磁感線的有效速度為零效速度為零CD第17頁/共38頁 三三.交變電流的變化規(guī)律交變電流的變化規(guī)律 猜想：猜想：線圈轉(zhuǎn)動過程中電流變化是什么線圈轉(zhuǎn)動過程中電流變化是什么規(guī)律？規(guī)律？實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)演示演示：從示波器上觀察照明從

6、示波器上觀察照明電路交流電壓的波形電路交流電壓的波形分析推導(dǎo)：分析推導(dǎo)：線圈轉(zhuǎn)動過程中線圈轉(zhuǎn)動過程中的感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式：的感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式：第18頁/共38頁設(shè)線圈平面從設(shè)線圈平面從中性面開始轉(zhuǎn)中性面開始轉(zhuǎn)動，角速度是動，角速度是經(jīng)過時(shí)間經(jīng)過時(shí)間t，線圈轉(zhuǎn)過的，線圈轉(zhuǎn)過的角度是角度是t，cd邊的線速度邊的線速度v的方向跟磁感的方向跟磁感線方向間的夾線方向間的夾角也等于角也等于tab、cd寬寬L1，ad、磁感應(yīng)強(qiáng)度是磁感應(yīng)強(qiáng)度是B.bc長長L2 ，第19頁/共38頁 t BL1L2tL2BL1BL1V ecd w w w ww w w w sin21sin2= = = =cd邊中的感

7、應(yīng)電動勢為：邊中的感應(yīng)電動勢為：ab邊中的感應(yīng)電動勢跟邊中的感應(yīng)電動勢跟cd邊中邊中的大小相同，的大小相同，而且兩邊又是串聯(lián)的而且兩邊又是串聯(lián)的；所以，這一瞬間整個(gè)線圈感應(yīng)電動所以，這一瞬間整個(gè)線圈感應(yīng)電動勢勢:e=BL1L2sint= BSsint第20頁/共38頁令感應(yīng)電動勢最大值令感應(yīng)電動勢最大值Em，則：，則：Em BS 若線圈的匝數(shù)為若線圈的匝數(shù)為n,感應(yīng)電動勢最大值感應(yīng)電動勢最大值:Em=n BS=nm電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式: e=Emsint第21頁/共38頁 t =ImsintREmRiw wesin= = =當(dāng)交變電流通過某電阻當(dāng)交變電流通過某電阻R，根據(jù)，根據(jù)

8、歐姆定律，歐姆定律，U=IR,電阻兩端電壓也電阻兩端電壓也按正弦規(guī)律變化：按正弦規(guī)律變化：u=Umsint總結(jié)總結(jié)：線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動的過程中，其感應(yīng)電動第22頁/共38頁勢勢和感應(yīng)電流均按正弦規(guī)律變化，和感應(yīng)電流均按正弦規(guī)律變化，這種交變電流叫這種交變電流叫正弦式電流正弦式電流拓展拓展：1.若從線圈平面與磁感線平若從線圈平面與磁感線平行時(shí)開始計(jì)時(shí)行時(shí)開始計(jì)時(shí), ,則公式又怎樣則公式又怎樣？2.最大電動勢與轉(zhuǎn)軸的位置最大電動勢與轉(zhuǎn)軸的位置和線圈的形狀無關(guān)和線圈的形狀無關(guān). .第23頁/共38頁 交流電的圖像交流電的圖像: :拓拓展展穿過線圈的磁通量隨時(shí)間變穿過線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖像

9、是什么化的圖像是什么? ?第24頁/共38頁 實(shí)際中應(yīng)用的交變電流，不只限于正弦交變實(shí)際中應(yīng)用的交變電流，不只限于正弦交變電流，它們隨時(shí)間變化的規(guī)律是各種各樣的電流，它們隨時(shí)間變化的規(guī)律是各種各樣的圖中表示出幾種交變電流的波形圖中表示出幾種交變電流的波形第25頁/共38頁第26頁/共38頁發(fā)電機(jī)的基本組成發(fā)電機(jī)的基本組成. .電樞電樞: :用來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的線圈用來產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的線圈. .磁極磁極; ;產(chǎn)生磁場產(chǎn)生磁場. .發(fā)電機(jī)的種類發(fā)電機(jī)的種類. .旋轉(zhuǎn)電樞式旋轉(zhuǎn)電樞式( (磁極不動磁極不動) ). .旋轉(zhuǎn)磁極式旋轉(zhuǎn)磁極式( (電樞不動電樞不動) )第27頁/共38頁無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)

10、動的部分叫無論哪種發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動的部分叫轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子，不動的部分叫不動的部分叫定子定子第28頁/共38頁1.交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)的電動勢的變化規(guī)律為交流發(fā)電機(jī)工作時(shí)的電動勢的變化規(guī)律為e=Emsint ，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n提高提高1倍，其它條件不變，則電動勢的變化規(guī)律將倍，其它條件不變，則電動勢的變化規(guī)律將變化為（變化為（ ）A、e=Emsint B、e=2Emsint C、e=2Emsin2t D、e=2Emsin4t 練習(xí)練習(xí)3C C第29頁/共38頁 2.一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，通過線圈中的磁圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動，通過

11、線圈中的磁通量隨時(shí)間的變化如圖所示，則下列說法通量隨時(shí)間的變化如圖所示，則下列說法正確的是（正確的是（ ）A、1時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電流為零時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電流為零B、2時(shí)刻線圈的感應(yīng)電流最大時(shí)刻線圈的感應(yīng)電流最大C、3時(shí)刻通過線圈的磁通量的變化率的時(shí)刻通過線圈的磁通量的變化率的絕對值最大絕對值最大D、 當(dāng)電流變化方向時(shí)，通過線圈的磁通當(dāng)電流變化方向時(shí)，通過線圈的磁通量的絕對值最大量的絕對值最大 CD第30頁/共38頁3. 勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B=0.1T.矩形線圈的矩形線圈的匝數(shù)匝數(shù)N=100，邊長，邊長Lab=，Lbc=，繞，繞OO/軸勻軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動周期為速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動周期為

12、0.1s,在線圈平面通過中在線圈平面通過中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，試求：性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，試求：（1）交變電動勢的最大值）交變電動勢的最大值；電動勢瞬電動勢瞬時(shí)表達(dá)式；時(shí)表達(dá)式；（2）線圈中性面開始轉(zhuǎn)過線圈中性面開始轉(zhuǎn)過1801800 0的的過程中，交變電動勢的平均值；過程中，交變電動勢的平均值；(3)(3)在在t=1/80st=1/80s時(shí)時(shí), ,穿過線圈磁通量穿過線圈磁通量的變化率的變化率? ?第31頁/共38頁求解交變電動勢瞬時(shí)表達(dá)求解交變電動勢瞬時(shí)表達(dá)式的方法式的方法: :1.1.明確線圈的起時(shí)位置明確線圈的起時(shí)位置; ;2.2.計(jì)算角速度計(jì)算角速度=2=2/T/T；3.3.計(jì)算電動勢的最大值計(jì)算電動勢的最大值E Em m=n BS=n BS4. .寫出電動勢、電流瞬時(shí)表達(dá)式寫出電動勢、電流瞬時(shí)表達(dá)式. .第32頁/共38頁解答解答: :(1).(1).角速度角速度=2=2/T=20/T=20(rad/s)(rad/s)電動勢最大值電動勢最大值: Em=nBS=20 : Em=nBS=20 =62.8(v)=62.8(v)sin20sin20t