秋高中物理交变电流课件新人教选修解析.pptVIP

●知识导航 本章研究的交变电流知识，有着广泛的应用，与生产和生活实际有着密切的联系．交变电流的产生及其描述方法，交变电流的基本规律及其应用——变压器、电能的输送等知识是前面所学知识的具体应用，有综合性，又能广泛联系实际，对于开阔思路、提高思维能力是非常有益的． 交变电流的变化规律和描述交变电流特征的物理量是交变电流的基本知识，是这一部分的核心内容．交变电流的产生是根据电磁感应知识引伸而来，起了承前启后的作用．变压器是对交变电流知识和前面知识的扩展和应用，又为后续将要学习的电磁振荡和电磁波等知识奠定了重要的基础． 本章可分为三个单元：第一单元(第1、2节)讲授交流电的产生和变化规律；讲授表征交变电流的物理量．第二单元(第3节)讲授电感和电容对交变电流的影响．第三单元(第4、5节)讲授变压器的工作原理和远距离输电． 本章的重点是交变电流的产生、变化规律和变压器的工作原理，难点是正弦交流电的描述及变压器的实际应用． ●学法指导 为了学好本章知识，首先要联系前面所学的电磁感应的有关知识，理解交流电的产生和变化规律． 其次要比较交流电与直流电通过电阻、电感、电容器等元件所表现出来的性质和特点． 最后要联系生产生活实际，联系现代科技成果，输电工程属于知识密集型工程，在学习的过程中，要注意理论联系实际，要善于知识的迁移、综合和应用． ●考纲须知 我们的日常生活离不开电，城市的灯火辉煌、工厂里的机器轰鸣，一切都离不开电．(如图所示是实验室手摇发电机)长江三峡水力发电站已投入生产，各地火力发电厂比比皆是，它们的共同之处就是生产和输送的大多都是交变电流．什么是交变电流？与直流电流有什么不同？它又是如何产生的呢？ 1．大小和方向都________，这样的电流叫做交变电流，例如家庭电路中的电流． 2．下图是交流发电机的示意图．为了观察清楚，图中只画出了一匝线圈，它的ab边连在金属滑环K上，cd边连在滑环L上；两个滑环通过金属片做的电刷A、B和外电路相连．线圈沿逆时针方向转动．我们观察ab这段导线．根据右手定则可以判断，当线圈转到图乙的位置时，电流________流动，而当线圈转到图丁的位置时，则________流动；在图丙和图戊的位置，因为__________，电路中没有感应电流．线圈在不断转动，电路中电流的方向也就________．交变电流就是这样产生的． 3．对正弦式交变电流，线圈的电动势瞬时值表达式e＝________；用电器两端的电压瞬时值表达式u＝________；流过用电器的电流瞬时值表达式i＝________. 答案：1.随时间做周期性变化的电流． 2．由a向b；由b向a；导线ab的运动方向和磁感线平行；不断改变． 3．Emsinωt；Umsinωt；Imsinωt (1)交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流(AC)． 说明：①方向不变的电流叫直流电(DC) ②大小不变方向改变的电流也是交变电流． 如下图所示图象中属于交流电的有 (　　) 答案：ABC 解析：图A、B、C中e的方向均发生了变化，故它们属于交流电．正确答案为A、B、C. 点评：判断电流为交变电流还是直流电就看方向是否变化．如D选项，尽管大小随时间变化的图象与A相似，但因其方向不变，仍是直流电. (1)按正弦规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流，简称正弦式电流，是一种最简单又是最基本的交变电流． (2)产生原理：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中就会产生大小和方向均随时间作周期性变化的电动势，即交变电动势，如图所示． (3)中性面：当线圈转动到其平面与磁感线垂直的位置时，线圈所在的平面叫做中性面． ①线圈位于中性面时，线圈中的各个边均不切割磁感线，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势、感应电流的瞬时值均为零． ②线圈每次通过中性面时，其内部的电流方向就要发生改变．线圈转动一周经过中性面两次，感应电流的方向改变两次． (4)我国工农业生产及生活使用的交变电流(即市电)都是正弦式电流． 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. 下图中哪些情况线圈中产生了交流电 (　　) 答案：BCD 解析：紧扣正弦交流电产生的条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状没有特别要求. (1)函数形式：电动势瞬时值e＝Emsinωt；电压的瞬时值u＝Umsinωt；电流的瞬时值i＝Imsinωt； (2)图象形式：用正弦(或余弦)曲线表示交变电流随时间的变化规律，如下图所示． (3)特点分析： 线圈转动过程中的平均电动势如何求？ 答案：线圈在转