高中物理 第二章 交变电流 第一节 认识交变电流 第二节 交变电流的描述学案 粤教版选修3-2-粤教版高中选修3-2物理学案VIP专享VIP免费

第一节认识交变电流第二节交变电流的描述1.知道交变电流、直流的概念．2.了解交变电流的产生，会分析线圈转动一周中电动势和电流方向的变化．3．知道交变电流的变化规律及表示方法．4.知道交变电流的峰值、瞬时值的含义．一、观察交变电流的图象1．恒定电流：强弱和方向都不随时间改变的电流，简称直流．2．交变电流：强弱和方向都随时间作周期性变化的电流，简称交流．3．波形图(1)定义：电流或电压随时间变化的图象．(2)观察方法：用示波器进行观察．4．日常生活和生产中所使用的交变电流是按正弦规律变化的交变电流．1．如何区分直流和交变电流？提示：看电流方向是否随时间变化．二、交变电流的产生如图所示，当线圈沿逆时针方向匀速转动时，回答下列问题：(1)线圈由甲位置转到乙位置的过程中，AB边中电流方向为从B到A，由丙位置转到丁位置的过程中，AB边中电流方向为从A到B．(2)线圈转到甲和丙位置时线圈中没有电流；转到乙和丁位置时电流最大．1．交流发电机的基本结构：线圈、磁极、滑环及电刷．2．原理：闭合导体与磁极之间做相对运动，穿过闭合导体的磁通量发生变化．3．中性面定义线圈平面跟磁感线垂直的位置电流特点(1)感应电流为零；(2)每经过一次中性面，感应电流方向改变一次三、用函数表达式描述交变电流1．函数形式：N匝面积为S的线圈以角速度ω转动，从中性面开始计时，如图所示，则e＝NBSωsinωt．用Em表示峰值NBSω，则e＝Emsinωt．电流i＝Imsinωt．若线圈从磁感线与线圈平面平行的位置开始计时，上面表达式变为：e＝NBSωcosωt，i＝Imcosωt．2．正弦式交流电：按正弦规律变化的交变电流，简称正弦式电流．2．线圈开始的位置不同时，交变电流的峰值变吗？提示：峰值不变，只是正弦函数的角度不同．四、用图象描述交变电流1．正弦交流电的图象(1)图象函数图象瞬时电动势：e＝Emsinωt瞬时电压：u＝Umsinωt瞬时电流：i＝Imsinωt注：表达式中Em、Um、Im分别是电动势、电压、电流的峰值，而e、u、i则是这几个量的瞬时值．(2)物理意义：描述交变电流(电动势e，电压U，电流i)随时间t(或角度ωt)变化的规律．2．其他交变电流的波形3．我们日常用的照明用电是交变电流，但为什么我们看不到灯光的亮度发生变化？提示：交变电流的变化频率是很快的，白炽灯灯丝的温度基本不变所以其亮度不变；日光灯的发光是一闪一闪的，但由于人的眼睛的视觉暂留时间为0.1s，所以也感觉不到日光灯发光的变化，但在黑夜只有一只日光灯发光时，晃动一个白棍就能发现照亮白棍的光是不连续的．交变电流的产生过程[学生用书P32]1．产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流，实验装置如图所示．2．过程分析：如图所示．3．中性面(1)中性面——线框平面与磁感线垂直的位置．(2)线圈处于中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，但＝0，e＝0，i＝0.(3)线圈每经过中性面一次，线圈中i感就要改变方向．线圈转一周，感应电流方向改变两次．线圈转到与中性面垂直即与磁感线平行的平面时磁通量为零，但磁通量的变化率最大，所以线圈的感应电动势、感应电流和线圈两端的电压都最大．(多选)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间，下列说法正确的是()A．线圈平面与磁感线平行B．通过线圈的磁通量最大C．线圈中的感应电动势为零D．线圈中感应电流的方向改变[思路点拨]解答本题时应把握以下两点：(1)明确中性面的定义．(2)根据法拉第电磁感应定律，分析穿过线圈磁通量的变化情况．[解析]可通过以下表格对各选项逐一分析选项解析过程结论A由中性面的定义，线圈平面与磁感线垂直×B由于线圈平面与磁感线垂直，所以磁通量最大√C导线运动方向与磁感线平行，感应电动势为零√D在中性面前后，穿过线圈的磁通量的变化由增大到减小，所以感应电流的方向发生改变√[答案]BCD在线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中不产生感应电流，这样的位置叫做中性面．当线圈平面跟中性面重合时，将有如下的特征：(1)线圈的磁通量最大；(2)线圈的磁通量的变化率为零；(3)线圈中的感应电流方向在经过这个面的前后是相反的．1.如图所示为演示交流电产生的...