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高中物理选修1-1原创《3.3交变电流》课件ppt免费下载

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一、感应电动势 1.感应电动势:   电磁感应现象中产生的电动势 2.实验表明:   感应电动势的大小跟磁通变化的快慢有关。 3.磁通量的变化率:   设时刻t1的磁通量是Φ1,时刻t2的磁通量变为Φ2,则:   磁通量的变化量:   △Φ =Φ2-Φ1   磁通量的变化率:   △Φ/t=(Φ2-Φ1)/(t2-t1)
二、法拉第电磁感应定律 1.法拉第电磁感应定律:   电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比 2.单匝:E=△Φ/△t   n匝:E=n△Φ/△t 3.发电:其他形式的能转化为电能   原理:法拉第电磁感应定律
19世纪初,蒸汽机改变了自古以来依靠人力、畜力的生产形态。蒸汽动力推动着火车和船队,加快了不同国家、不同民族的物资流通和文化交流。大片农田变成了工厂······
法拉第电磁感应定律的发现,激励着已批科学家和工程师进行机械能转变为电能的探索。他们设想:厂房中巨型发电机发出的电也许会比蒸汽动力更加强大,它能通过导线跨越千山万水,让家家户户都用电流照明,机器、火车都由电流提供动力······
到了1895年,美国利用尼亚加拉大瀑布发出了巨大的电能。一年后,电能被传输到20英里外的布法罗市,使得全城大放光明。现在,电能已流淌到人们生活的各个领域。   如今,人类的电气化理想已实现,电能不仅使我们的社会生活更加丰富多彩,而且已经成为支撑现代社会发展的重要支柱。
3.3 交变电流
知识与能力   1.了解交流发电机的工作原理。   2.使学生了解交流电的产生原理。   3.掌握交变电流的变化规律及表示方法。   4.理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。   5.培养学生的观察能力、空间想象能力及将立体图转化为平面图的能力。
过程与方法   1.定性了解交流的变化规律及其图像表示和主要特征物理量。   2.知道交流能通过电容器的原因,了解交流这一特性在电子技术中的应用。 情感态度与价值观   初步了解发电机、交变电流的发明和利用对促进人类社会进步的作用,进一步体验科学、技术与社会生活之间的密切关系。
重点   法拉第电磁感应定律的建立过程以及对感应电动势公式的理解。
难点   交变电流产生的物理过程的分析。
一.交流发电机
二.交流的变换规律
三.交流能够通过电容器
四.交流的有效值
1.发电机的基本构造:   定子------磁极或电枢   转子------电枢或磁极   电枢------产生感应电动势的线圈   磁极------产生磁场 2.种类: (1)旋转电枢式   定子------磁极  转子------电枢 (2)旋转磁极式   定子------电枢  转子------磁极 3.能的转化:   将机械能转化为电能
演示
(插入动画)
4.交变电流的产生 (1)直流:   电流方向不随时间改变而改变的电流 (2)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。 (2)产生原因:   ab边和cd边切割磁感线。
如图,把灯泡与电流表串联起来接到手摇发电机的两端,转动摇把,可以看到灯泡被点亮。   在转动过程中,灯泡的亮度有什么变化?电流表的示数有什么变化?
(1)实验仪器:   交流发电机、电灯、电流表。 (2)实验过程:   将交流发电机、电灯、电流表连接成电路,摇动交流发电机,观察电灯的亮度有什么变化?电流表的示数有什么变化? (3)实验结果:   电灯的亮度忽明忽暗,电流表的指针忽左忽右。 (4)实验结论:   发电机发出的电流大小和方向都在不断变化,大小、方向随时间做周期性变化。
家庭用于日常生活的电灯、家用电器,使用的电是由电网送来的。电网送来的电也是交变电流,它的大小、方向都在随时间不断的变化。交变电流变化的规律可以用示波器显示出来。
电网供给的交流经过降压后能使小灯泡发光。把示波器的两个输入端接到小灯泡的两端,在荧光屏上会看到灯泡两端的电压随时间变化的曲线。
实验仪器:   示波器、小灯泡、导线、学生电源。 实验过程:   将示波器和灯泡并联接入电路中,用示波器演示加在灯泡两端的电压。 实验现象:   显示的电压图象为正弦曲线。
1.交流的变化规律——图像 (1)坐标:   时间t为横坐标,i或u为纵坐标。 (2)图象形状:   正弦曲线。 (3)物理意义:   反映i或u随时间变的规律。
2.正弦式电流: (1)定义:   电流、电压随时间按正弦函数的规律变化,叫做正弦式电流。   例电网中的交变电流。 (2)正弦式电流的表达式   i=Imsinωt u=Umsinωt 各量含义:   i、u表示瞬时值。   Im、Um分别表示电流、电压的最大值,叫做交流的峰值。   ω是线圈转动的角速度。
3.交变电流的种类 (1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲
1.电容器主要应用:      隔直流,通交流。
【解析】电容器的充电和放电表现为交流通过了电容器。金属中的电流时由于负电荷的定向移动形成的,它等效于正电荷向相反方向的移动。上图用到了这样的等效画法。
台式收音机、 录音机都用电网中的交流代替电池供电,所以机内都有“整流”电路,把交流变为直流。但是整流后仍有一部分交流成分,这部分电流通过扬声器时会产生嗡嗡的声音。为了解决这个问题,在整流电路和收音机的工作电路之间要安装电容器,整流后的交流成分大部分流过这个电容器,流过收音机工作电路的就是比较稳定的直流了。
电容器能把混杂在直流中的交流成分滤掉
声音通过话筒形成的电流也是交变电流,它的频率与声音相同,叫做音频电流。   收录机要把音频电流做几级放大,才能送到扬声器发声。各级放大器的工作状态并不相同,分别需要稳定的电流,而音频信号却要从一级传到下一级,它们之间也要用到电容器。
电容器把音频信号传到下一级,而不让直流通过
1.概念的引入:   为了反映交变电流所产生的效果,引入有效值的概念。 2.定义:   使交变电流和直流通过相同阻值的电阻,如果它们在相等时间内产生的热量相等,就把这一直流的数值叫做这一交变电流的有效值。——三相等。 3.特点:   交变电流的有效值根据电流的热效应来规定,与电流的方向无关。
4.有效值与峰值的大小关系:
5.说明:   (1)在各种使用交变电流的电器设备上,所标注的额定电压、额定电流值,都是交流的有效值。   (2)电器仪表测量的也都是交流的有效值。
1.交变电流: 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 2.交变电流的产生: 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动 3.交变电流的变化规律: 表达式: i=Imsinωt ,u=Umsinωt
4.描述交流的物理量 (1)周期T:完成一次周期性变化所需的时间。 (2)频率f:1s内交变电流完成周期性变化的次数。 (3)关系:互为倒数。我国使用的频率是50 Hz。 5.电容器主要应用: 隔直流,通交流。 6.交流的有效值: (1)使交流和直流通过相同的电阻,在相等时间内产生的热量相等 (2)有效值与峰值的大小关系:
C
【08上海卷】某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380V,则该交流电电压的最大值为________V。当吊车以0.1m/s的速度匀速吊起总质量为5.7×103kg的集装箱时,测得电动机的电流为20A,电动机的工作效率为____。(g取10m/s2)
75%
CE
E
0.02
50
100π
100
大小
方向
周期性变化
正弦规律
1.答:正弦式电流在一个周期内出现两次峰值,我国电网所用交变电流为50Hz,即1s内发生50次周期变化,所以在1s内出现100次峰值,同理,1s内电流方向发生100次改变。 2.答:照明、动力电路的电压有效值分别为220V、380V;峰值分别为 3.答:220V,311V。
4.答:当电阻丝中同故宫50Hz的交流电时,尽管铜焊头与电阻丝是绝缘的,但由于电磁感应现象在铜焊头中可以感应出50Hz感应电流。再通过收录机中放大装置的放大,就会产生很强的交流声。 5.答:法拉第发现的电磁感应现象开辟了人类的电气化时代。法拉第提出的力线、场的概念深刻地改变了人们对周围世界认识的物理图景。法拉第在化学、电化学、冶金、光学玻璃等方面还有着卓越的贡献。
再见