高中物理 第五章 交变电流 第1节 交变电流教学案 新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理教学案

第 1 节 交变电流1.交变电流是指大小和方向都随时间周期性变化的电流。2．线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时可产生正弦式交变电流，与转轴的位置无关。3．正弦式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，也叫峰值。一、交变电流 1．交变电流大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称交流。2．直流方向不随时间变化的电流。二、交变电流的产生1．过程分析图 5112．中性面线圈在磁场中转动的过程中，线圈平面与磁场垂直时所在的平面。三、交变电流的变化规律1．从两个特殊位置开始计时的瞬时值表达式从中性面位置开始计时从与中性面垂直的位置开始计时磁通量Φ＝Φmcos ωt＝BScos ωtΦ＝Φmsin ωt＝BSsin ωt感应电动势e＝Emsin ωt＝NBSωsin ωte＝Emcos ωt＝NBSωcos ωt电压u＝Umsin ωt＝sin ωtu＝Umcos ωt＝cos ωt电流i＝Imsin ωt＝sin ωti＝Imcos ωt＝cos ωt2．交变电流的图像(1)正弦式交变电流的图像图 512(2)其他几种不同类型的交变电流图 5131．自主思考——判一判(1)方向周期性变化，大小不变的电流也是交变电流。(√)(2)在匀强磁场中线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动通过中性面时，感应电流为零，但感应电流为零时，不一定在中性面位置。(×)(3)表达式为 e＝Emsin ωt 的交变电流为正弦式交变电流，表达式为 e＝Emsin 的交变电流也是正弦式交变电流。(√)(4)线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中产生了正弦交变电流，峰值越大，则瞬时值也越大。(×)(5)交变电流的图像均为正弦函数图像或余弦函数图像。(×)(6)线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动的过程中产生了正弦交变电流，感应电动势的图像、感应电流的图像形状是完全一致的。(√)2．合作探究——议一议(1)中性面是任意规定的吗？提示：不是。中性面是一个客观存在的平面，即与磁感线垂直的平面。(2)如何理解线圈平面转到中性面时感应电动势为零，而线圈平面与中性面垂直时感应电动势最大呢？提示：根据法拉第电磁感应定律 E＝n 可知，感应电动势的大小不是与磁通量 Φ 直接对应，而是与磁通量的变化率成正比。虽然线圈经过中性面时磁通量最大，但磁通量的变化率为零，所以感应电动势为零；虽然线圈平面与中性面垂直时磁通量为零，但磁通量的变化率最大，所以感应电动势最大。(3)交流发电机输出的电流都可以表示为 i＝Imsin ωt 吗？提示：不一定。如果...