河南省焦作市沁阳一中高中物理第五章第一节交变电流学案新人教版选修3-2自主预习1．定义：和随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流．说明：随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征．如图中均为交变电流，而就不是交变电流．2．正弦式电流（1）定义：随时间按规律变化的电流叫做正弦式电流．说明：①在我国工农业生产及生活中使用的交变电流都是正弦式电流，但并非只有按正弦规律变化的电流才叫交变电流．②正弦式交变电流的图象是曲线（2）正弦式电流产生：当线圈在磁场中绕于磁场方向的轴做转动时，线圈中就产生正弦式电流．（3）正弦式电流的规律：假定线圈从跟磁感线垂直的平面（也叫中性面）开始转动，则产生的交变电流的瞬时值表达式为i＝Imsinωt；电动势瞬时值的表达式为e＝；电压瞬时值表达式为u＝二、中性面1．定义：与磁感线的平面叫做中性面．2．中性面特点：（1）穿过线圈的磁通量Φ最；（2）磁通量的变化率最；（3）电动势e及电流I均为；（4）线圈经此位置电流方向改变．说明：除中性面之外，在交流电产生过程中还有一个特殊位置，那就是与磁感线平行的平面（或叫与中性面垂直的平面）．该平面的特点：（1）穿过线圈的磁通量最（Φ＝0）；（2）磁通量的变化率最；疑难点辨析1.最大值（1）交流电在一个周期内所能达到的最大数值称为最大值.如Em、Um、Im分别表示交流的电动势及电压的高低和电流的强弱.（2）它反映了瞬时值大小的变化范围.交变电流在某一时刻的值称瞬时值，如e、u、i等，反映了交变电流在不同时刻的大小和方向.在不同时刻，瞬时值的大小和方向一般不同，计算交流电路中与交变电流在某一时刻有关的问题用瞬时值.对正弦式电流，当线圈平面与磁感线平行时，电动势有最大值Em=NBSω，瞬时值与最大值的关系为：－Em≤e≤Em.（3）最大值在实际中有重要意义.如把电容器（还有晶体二极管）接入交流电路中，就需要知道交流电压的最大值.因为所用电容器（或晶体二极管等）所能承受的电压（称耐压值）必须要高于交流电压的最大值，否则电容器（或晶体二极管等）就可能被击穿（变为一段导体）.2.有效值（1）定义：让交变电流和直流电流通过同样阻值的电阻，如果在相同时间里，它们产生的热量相等，这一交变电流的电流（或电压）的有效值就跟这个直流电的电流（或电压）相等.（2）正弦式电流的有效值和最大值的关系I=2mI=0.707Imu=2mU=0.707Um.提醒：①不是正弦或余弦规律变化的无此关系.②各种使用交变电流的电器设备上所标的额定电压和额定电流的数值，一般交流电流表和交流电压表测量的数值，均指有效值.③对于交变电流的数值，凡无特别说明的，均指有效值.13.有效值和平均值的区别①交流的有效值是根据热效应规定的；交流的平均值是交流图象中波形对横轴（t轴）所围的面积跟时间的比值，有时也可用e=n·ΔΦ/Δt求解.②在计算交流电通过导体产生的热量、热功率时，只能用交流的有效值，而不能用平均值；在计算通过导体的电荷量时，只能用交流的平均值，而不能用有效值.典型例题（一）［例1］如图所示为一交变电流的电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值为A．52AB．5AC．3.52AD．3.5A解题方法：有效值计算交变电流的有效值是根据电流的热效应来计算的，其常用计算式为Q交＝Q直．高中阶段要求会计算有效值的交变电流图象有两种．其一：正弦式电流，其二：方波形（或脉冲）交变电流［例2］如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R．当线圈由图示位置转过90°的过程中，求（1）通过电阻R的电量q；（2）电阻R上所产生的焦耳热Q．答案：［例1］B［例2］q＝I·Δt＝rRNBS（二）分类解读一、中性面的概念解读【例1】一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时()A．线圈平面与磁感线方向平行B．通过线圈的磁通量达到最大值C．通过线圈的磁通量变化率达到最大值D．线圈中的电动势达到最大值二、磁通量与交变电流的产生【例2】某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量Φ随时间的变化规律可用图表示，则()A．t1和t2时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大B．...
