交变电流的产生VIP专享VIP免费

第四章交变电流学案1交变电流的产生［目标定位］1.会观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流和直流的概念.2.理解交变电流的产生过程，会分析电动势和电流方向的变化规律.3.知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的瞬时值、峰值的物理含义.知识.探究基确目学落实重点互动探克一、交变电流［问题设计］1.把图1所示电路接在干电池的两端时，可以观察到什么现象？图1答案当接在干电池两端时，只有一个发光二极管会亮.2.把图1中电路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎样的现象？答案当接在手摇式发电机两端时两个发光二极管间或的闪亮，原因是发电机产生与直流不同的电流，两个发光二极管一会儿接通这一个，一会儿再接通另外一个，电流方向不停地改变.［要点提炼］1.大小和方向随时间作周期性变化的电流叫交变电流，简称交流电.2.方向不随时间变化的电流称为直流.大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流.3.对直流电流和交变电流的区分主要是看电流方向是否变化.二、正弦交变电流的产生和表述［问题设计］如图2所示是线圈ABCD在磁场中绕轴OO'转动时的截面图.线圈平面从中性面开始转动，角速度为。经过时间t,线圈转过的角度是rnt,AB边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于et.设AB边长为L],BC边长为L2，线圈面积S=L]L2，磁感应强度为B,线圈转动角速度为e，则：图2(1)甲、乙、丙位置AB边产生的感应电动势各为多大？(2)甲、乙、丙位置整个线圈中的感应电动势各为多大？(3)若线圈有N匝，则甲、乙、丙中整个线圈的感应电动势各为多大?答案（1）甲：eAB=0乙：eAB=BLiVsinet=BLi=2BL1L2esinet=*BSe.sinet丙：e=BLv=BL、.~=2BL、L\e=2BSeAB1122122(2)整个线圈中的感应电动势由AB和CD两部分产生，且eAB=eCD，所以ABCD甲：e=0乙:e=eAB+eCD=BSe'S[net丙：e=BSe(3)若线圈有N匝，则相当于N个完全相同的电源串联，所以甲：e=0乙：e=NBSesinet丙：e=NBSe[要点提炼]1．正弦交变电流的产生将闭合线圈置于匀强磁场中，并绕垂直磁场方向的轴匀速转动.2．正弦交变电动势瞬时值表达式(1)当从中性面开始计时：e=Esinet；(2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e=Ecoset.m3.正弦交变电动势的峰值表达式A(eE=NSBrnm与线圈的形状及转动轴的位置无关.(填“有关”或“无关”)4．两个特殊位置(1)中性面：线圈平面与磁场垂直.①最大，应为0，e为0,i为0.(填“0”或“最大”)线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流方向都要改变，线圈转动一周，感应电流方向改变两次.(2)垂直中性面：线圈平面与磁场平行.①为0，石最大,e最大,i最大.(填“0”或“最大”)5.正弦交变电流的图像及应用从图像中可以解读到以下信息：⑴交变电流的周期T、峰值Im.(2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻；也可根据电流或者电压峰值找出线圈平行磁感线的时刻.△0(3)判断线圈中磁通量①最小、最大的时刻及磁通量变化率云最大、最小的时刻.(4)分析判断i的大小和方向随时间的变化规律.典例精析一、交变电流的判断【例1】如图所示，属于交流电的是()解析方向随时间作周期性变化是交变电流最重要的特征.A、B、D三项所示的电流大小随时间作周期性变化，但其方向不变，不是交变电流，它们所表示的是直流电.C选项中电流的方向随时间作周期性变化，故选C.答案C二、正弦交变电流的产生【例2矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是()A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C.每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次D.线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零解析线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行，即不切割磁感线，所以电动势等于零，也应该知道此时穿过线框的磁通量的变化率等于零，感应电动势或感应电流的方向也就在此时变化．线框垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两边都垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，也可以说此时穿过线...