第一节认识交变电流第二节交变电流的描述.ppt
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1、2019/4/17,第一节 认识交变电流 第二节 交变电流的描述,2019/4/17,课标定位,学习目标: 1.理解交变电流、直流的概念 2了解交变电流的产生,会分析线圈转动一周中电动势和电流方向的变化 3知道交变电流的变化规律及表示方法 4知道交变电流的峰值、瞬时值的含义,2019/4/17,重点难点: 1.交变电流的产生和变化规律 2正弦交变电流表达式的推导,2019/4/17,第一二节,核心要点突破,课堂互动讲练,知能优化训练,课前自主学案,课标定位,2019/4/17,课前自主学案,一、观察交变电流的图象 1交变电流:_和_都随时间做周期性变化的电流 2直流:_不随时间变化的电流 3波
2、形图:_或_随时间变化的图象叫波形图,通常用_来观察波形图,强弱,方向,强弱和方向,电流,电压,示波器,2019/4/17,二、交变电流的产生 1交变电流的产生 (1)产生原理:矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,产生的是_电流 交变电流的大小和方向分别由_定律和_定律确定(填电磁感应规律),交变,法拉第电磁感应,楞次,2019/4/17,(2)产生过程(如图211所示),2019/4/17,2中性面 (1)中性面:线圈平面_(填“平行”或“垂直”)于磁感线时的位置叫做中性面 (2)中性面特点:线圈平面经过中性面时,_为零,_最大,因此电流方向发生改变,线圈每转一周,电流方向改变_
3、次线圈垂直于中性面时,_为零,_最大,垂直,电流,磁通量,磁通量,电流,两,2019/4/17,思考感悟: 1线圈在中性面时,穿过线圈的磁通量、磁通量的变化率及线圈中的电流为多少? 提示:线圈在中性面位置时,磁感线与线圈平面垂直,穿过线圈平面的磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零,线圈中电流为零,2019/4/17,三、用函数表达式描述交变电流 1函数形式:N匝面积为S的线圈以角速度转动,从中性面开始计时,如图212所示, 图212,2019/4/17,则e_.用Em表示峰值NBS,则e_.电流i_.若线圈从磁感线与线圈平面平行的位置开始计时,上面表达式变为:e_,i_. 2正弦式交
4、流电:按_规律变化的交变电流,简称_,NBSsint,Emsint,Imsint,NBScost,Imcost,正弦,正弦式电流,2019/4/17,四、用图象描述交变电流 1正弦交流电的图象 (1)图象:,2019/4/17,注:表达式中Em、Um、Im分别是电动势、电压、电流的_,而e、u、i则是这几个量的_ (2)物理意义:描述交变电流(电动势e,电流i,电压U)随时间t(或角度t)变化的规律,峰值,瞬时值,2019/4/17,2其他交变电流,图213,2019/4/17,思考感悟 2交变电流的大小是否一定变化?它与直流电的最大区别是什么? 提示:交变电流的大小不一定变化,如方形波电流,
5、它与直流电的最大区别是方向发生周期性的变化,2019/4/17,核心要点突破,一、怎样理解交变电流产生的原理 1产生原理:在匀强磁场中,让一矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,就得到了大小和方向都随时间变化的交变电流,2019/4/17,2过程分析:图214所示为线圈转一周过程中的几个关键位置,图中甲、丙、戊所示的位置,线圈平面垂直于磁感线,各边都不切割磁感线,线圈中没有感应电流,这样的位置叫中性面图乙、丁所示的位置,线圈平面与磁场方向平行,ab、cd两边垂直切割磁感线,此时线圈中的感应电流达到最大值,2019/4/17,图214,2019/4/17,这五个位置的中间过程,各有变化的电流存
6、在,从图中可以看到,当ab边向右、cd向左运动时,感应电流是沿abcd方向流动的;当ab边向左,cd边向右运动时,感应电流是沿dcba方向流动的 由以上分析可知,线圈转一周的过程中,感应电流的大小和方向都在不停地变化,每转一周重复这种变化一次,这样线圈所在的电路中就出现了大小和方向都做周期性变化的交变电流,2019/4/17,即时应用(即时突破,小试牛刀) 1(单选)如图215所示为演示交流电产生的装置图,关于这个实验,正确的说法是( ),图215,2019/4/17,A线圈每转动一周,指针左右摆动两次 B图示位置为中性面,线圈中无感应电流 C图示位置,ab边的感应电流方向由ab D线圈平面与
7、磁场方向平行时,磁通量变化率为零,2019/4/17,解析:选C.线圈在磁场中匀速转动时,在电路中产生周期性变化的交变电流,线圈经过中性面时电流改变方向,线圈每转动一周,有两次通过中性面,电流方向改变两次,指针左右摆动一次,故A项错;线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性面,显然图示位置不是中性面,所以B项也不对;线圈处于图示位置时,ab边向右运动,由右手定则,ab边的感应电流方向由ab;线圈平面与磁场方向平行时,ab、cd边垂直切割磁感线,线圈产生的电动势最大,也可以这样认为,线圈处于竖直位置时,磁通量为零,但磁通量的变化率最大,2019/4/17,二、中性面、中性面的垂面位置的特性比较,201
8、9/4/17,特别提醒:(1)在线圈转动过程中,磁通量最大时,磁通量变化率恰好为零;磁通量为零时,磁通量变化率恰好最大 (2)感应电动势的大小由磁通量变化率决定,与磁通量的大小没有直接关系,2019/4/17,即时应用(即时突破,小试牛刀) 2(双选)关于中性面,下列说法正确的是( ) A线圈在转动中经中性面位置时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零 B线圈在转动中经中性面位置时,穿过线圈的磁通量为零,磁通量的变化率最大 C线圈每经过一次中性面,感应电流的方向就改变一次,2019/4/17,解析:选AC.中性面是线圈平面与磁感线垂直的位置,线圈经过该位置时,穿过线圈的磁通量最大,各边都不
9、切割磁感线,不产生感应电动势,所以磁通量的变化率为零,A项正确,B项错误;线圈每经过一次中性面,感应电流的方向改变一次,但线圈每转一周要经过中性面两次,所以每转一周,感应电流方向就改变两次,C项正确,D项错误故正确答案为A、C两项,2019/4/17,三、正弦交变电流瞬时值、峰值表达式的推导 1瞬时值表达式的推导,图216,2019/4/17,若线圈平面从中性面开始转动,如图216,则经时间t:,2019/4/17,2峰值和瞬时值 (1)峰值:在以上各表达式中Em、Im、Um是电动势、电流、电压所能达到的最大值,叫交流电的峰值,其中EmNBS,N表示线圈的匝数 交变电动势的最大值由线圈匝数N、
10、磁感应强度B、转动角速度和线圈面积S决定,与线圈的形状无关,与转轴的位置无关,如图217所示的几种情况中,如果N、B、S、均相同,则感应电动势的峰值均为EmNBS.,2019/4/17,图217 (2)瞬时值:e、i、u是与交变电流某个时刻t对应的这几个量的瞬时值,2019/4/17,特别提醒:(1)瞬时值与开始计时的位置及线圈转动的时间有关 若线圈从中性面开始计时,eEmsint. 若线圈从位于与中性面垂直的位置开始计时,eEmcost. (2)峰值与开始计时的位置及线圈转动的时间无关,2019/4/17,即时应用(即时突破,小试牛刀) 3(双选)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的交变
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- 第一节 认识 电流 第二 节交变 描述
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