高中物理 第二章 交变电流 第1节 交变电流教学案 教科版选修3-2-教科版高一选修3-2物理教学案

第 1 节 交变电流一、交变电流1．恒定电流和交变电流(1)恒定电流：大小和方向都不随时间变化的电流。(2)交变电流：大小和方向随时间作周期性变化的电流，简称交流。(3)正弦交变电流：电流随时间按正弦函数规律变化的交变电流，简称正弦交流电。2．交变电流的图像(1)波形图：电流或电压随时间变化的图像。(2)观察方法：用示波器观察。(3)常见的交变电流的波形图：图 211二、正弦交变电流的产生和表述1．正弦交变电流的产生(1)产生方法：闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。(2)产生过程分析：用楞次定律分析线圈转动一周的情况如图 212 所示。1.交变电流是指大小和方向随时间作周期性变化的电流。2．随时间按正弦函数规律变化的交变电流称为正弦交变电流。3．线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时可产生正弦交变电流。4．正弦交变电流的瞬时值表达式为 e＝Emsin ωt，u＝Umsin ωt，i＝Imsin ωt，式中的 Em、Um、Im是指交变电流的最大值。图 2122．正弦交变电流的函数表达式及图像电动势电 压电 流函数e＝Emsin ωtu＝Umsin_ωti＝Imsin_ωt图像表达式中 Em、Um、Im分别是电动势、电压和电流的最大值，而 e、u、i 则是瞬时值。3．中性面t＝0 时感应电动势 e＝0，此时线框所在的平面称为中性面。1．自主思考——判一判(1)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流。(×)(2)当线圈中的磁通量最大时，产生的电流也最大。(×)(3)当线圈平面与磁场垂直时，线圈中没有电流。(√)(4)正弦式交变电流的瞬时值是时刻变化的。(√)(5)闭合线圈在匀强磁场中绕平行于磁场方向的轴匀速转动时产生正弦交流电。(×)(6)教室的照明电路中所用的是正弦式电流。(√)2．合作探究——议一议(1)如何区分直流电和交变电流？提示：区分直流电和交变电流的依据是看电流的方向是否随时间变化。(2)只有矩形线圈在匀强磁场中匀速转动才能产生交变电流吗？提示：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，仅是产生交变电流的一种方式，不是唯一方式。任意形状的平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动均可产生交变电流。(3)正弦式交变电流的最大值与线圈的形状、转轴的位置有关吗？提示：交变电动势最大值由线圈匝数 N、磁感应强度 B、转动角速度 ω 及线圈面积 S共同决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关。如图(a)、(b)、(c)所示的几种情况，若 N、B、S、ω 相同，则电动势的最大值相同。 交变电流的概念[典例] (多选)下列...