资源简介

第1节 交变电流
第三章
人教版 高中选择性必修第二册
交变电流的产生
02
交变电流的变化规律
03
巩固提升
04
交流发电机
01
新课导入
你知道下图中仿佛由天际而来，向天际而去的输电线始于哪里，最终又输送到哪里吗？
始于：发电厂、变电站
输送到：乡村、工厂... ...
你知道发电厂发电机利用什么原理发出来的电？它具有哪些特点？
交流发电机
PART 01
交流发电机
01
组成发电机的两部分中一部分不动（叫定子），另一部分绕着轴线做匀速转动（叫转子）便可以发出电来。
电枢
磁极
转子是它，叫旋转电枢式发电机
转子是它，叫旋转磁极式发电机
基本组成部分
你能用已学知识解释以下交流发电机的工作原理吗？它产生的电流有什么特点？
交变电流的产生
PART 02
交流发电机示意图
01
K
A
F
E
L
D
C
B
02
交流电的产生原理
请判断出下列四个位置时电流方向？并总结这样的发电机在匀速转动过程中产生电流方向有什么特点？
E=0、I=0
×
?
电流：B→A→D→C→B
×
?
I
电流：C→D→A→B→C
I
电流方向具有周期性变化的特点。
02
交流电的产生原理
设磁感应强度是B，AB、CD长为l，AD、BC宽为d，线圈匀速转动的角速度是ω，设t＝0时线圈所在平面与磁场反向刚好垂直，则t=t时刻线圈产生的电动势为多少？
A(B)
D(C)
B
v
A
D
·
×
中性面
线圈与中性面的夹角是多少？
AB边速度方向与磁场方向夹角是多大？
AB边的速度多大？
????t
?
AB边中的感应电动势多大？
02
交流电的产生原理
设磁感应强度是B，AB、CD长为l，AD、BC宽为d，线圈匀速转动的角速度是ω，设t＝0时线圈所在平面与磁场反向刚好垂直，则t=t时刻线圈产生的电动势为多少？
A(B)
D(C)
B
v
A
D
????t
?
·
×
此时线圈中的感应电动势多大？
这样的发电机产生的电流大小和方向有什么特点？
⑥若线圈由N匝组成，此时感应电动势多大？
交变电流的变化规律
PART 3
01
交变电流
若设回路中的总电阻为R，则根据闭合回路欧姆定律得：
电流方向和大小随时间做周期性变化，其符合正弦函数变化规律，这样的交变电流叫做正弦式交变电流。
交变电流，简称交流（AC)
方向不随时间变化的电流叫做直流电，简称直流(DC)。
0
i
t
恒定直流
0
i
t
脉动直流电
常见的交变电流
02
正弦式交变电流的变化规律
正弦式交变电流是怎样产生的？
当线圈绕着与匀强磁场方向垂直的轴线匀速转动，就会产生正弦式交变电流。
电动势的最大值为多少？当电动势最大时线圈处于什么位置时？电动势为0时，线圈又处于什么位置。
电动势最大时：
电动势为0时：
中性面
02
正弦式交变电流的变化规律
若电路中的负载为纯电阻电路时，负载两端的电压和流过的电流变化规律如何？
负载两端的电压和流过的电流也按正弦规律变化
其中Um 、 Im分别叫电压和电流的最大值，也叫峰值。
而u、i 则是相应的物理量的瞬时值。
以上表达形式是不是什么情况下都成立？
02
正弦式交变电流的变化规律
若线圈从中性面的垂面（峰值面）开始计时，在t 时刻线圈中的感应电动势是多少？
B
v
A(B)
D(C)
中性面
ωt
t = 0
v‖
v⊥
ωt
另一种推导方式：
说明：物理学中，正弦交变电流与余弦交变电流(本质规律都相同)统称为正弦式交流电
负载两端电压变化规律：
流过负载的电流变化规律：
课堂总结
交变电流
交流发电机
交变电流的变化规律
电枢
磁极
交变电流的产生
巩固提升
PART 4
巩固提升
1.(交变电流的判断)(多选)下图所示图像中属于交变电流的有(　　)
答案:ABC
解析:根据交变电流的定义分析,是否属于交变电流关键是看电流方向是否发生变化,而不是看大小。此题根据图像判断是否属于交变电流,意在提高学生的辨析能力,培养物理观念核心素养。
巩固提升
2.(交变电流的产生)(多选)下列各图中能产生交变电流的是(　　)
答案:CD
解析:A图中的转轴与磁场方向平行,B图中的转轴与线圈所在平面垂直,线圈中的磁通量始终为零,线圈中无感应电流产生,故A、B错误;根据交变电流产生的条件可知,线圈绕垂直于磁感线且通过线圈平面的轴转动,就可以产生交变电流,对线圈的形状没有特别要求,故C、D正确。
巩固提升
巩固提升
巩固提升
第1节 交变电流
人教版 高中选择性必修第二册

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