选修物理2交变电流：交变电流的产生和变化规律VIP免费

个人收集整理仅供参考学习1/9选修物理3-2：交变电流课题名称：交变电流的产生和描述【一】学习目标：1、理解交变电流的产生2、理解变变电流的变化规律3、知道中性面的特点及应用4、理解交变电流“四值”及其求解方法【二】重点：交变电流产生的物理过程分析【三】难点：交变电流变化规律及其应用【四】教学步骤及过程题型归纳与解题技法题型一：交变电流的产生和变化规律的应用一、解题技法：⑴清楚交变电流的产生过程，对中性面的理解要深刻透彻：线圈处于中性面时，通过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率却为零，同时中性面又是交变电流方向的转折点。资料个人收集整理，勿做商业用途⑵交变电流的变化规律要从函数表达式与图象两方面结合起来理解。二、知识点回顾1.交变电流的概念：和都随时间做周期性变化的电流.（大小和方向）2.交变电流的产生：线圈在中绕匀速转动时，就能产生正弦交流电.（匀强磁场、垂直于磁场方向的轴）(1)交变电流产生的过程分析如下图所示为矩形线圈abcd在磁场中绕轴OO′转动时的截面图.转动过程中，穿过线圈的磁通量发生变化.其中ab和cd两条边在切割磁感线，产生感应电动势，线圈上就有了感应电流.具体分析可从图中看出，图①时，导体不切割磁感线，线圈中无电流；图②时，导体垂直切割磁感线，线圈中有电流，且电流从a端流入；图③同图①；图④中电流从a端流出，图⑤同图①，这说明电流方向发生了改变资料个人收集整理，勿做商业用途(2)关于中性面线圈平面时.线圈中的为零，这一位置叫中性面.如图①和图③位置.线圈平面经过中性面时，最大，______发生改变.线圈绕轴转一周经过中性面两次，因此感应电流方向改变两次.（垂直于磁感线、感应电流、磁通量、电流方向）资料个人收集整理，勿做商业用途中性面的特点：1、中性面是与磁场方向垂直的平面，是假想的一个参考面。2、线圈平面位于中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，而磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零。个人收集整理仅供参考学习2/93、线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈平面的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大。4、线圈转动一周，两次经过中性面，电流的方向改变两次。5、在交变电流的产生过程中，要特别注意两个特殊位置的不同特点。⑴线圈平面与中性面重合时，,BS最大，,0,0,0iet电流方向将发生改变。⑵线圈平面与中性面垂直时，0,//BSt最大，e最大，i最大，电流方向不改变。3．交变电流的变化规律⑴正弦式交变电流的瞬时表达式：.（e=Emsinωt=NBSωsinωt）正弦式交变电流的电动势瞬时表达式的推导：以线圈平面过中性面为计时开始，经过时间t，线圈与中性面的夹角为θ=ωt.ab、cd两边的线速度大小均为资料个人收集整理，勿做商业用途由右图可知，该速度在垂直于磁场方向上的分量为ab中产生的感应电动势为在回路中，cd、ab两边产生的感应电动势大小相等，且两感应电动势的方向一致，所以单匝线圈中的感应电动势为e=2eab=Bωlbclabsinωt资料个人收集整理，勿做商业用途=BSωsinωt.若是N匝线圈，则产生的感应电动势的表达式为e=NBSωsinωt.⑵正弦式交变电流的图象线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的过程中，从线圈平面离开中性面开始计时，线圈中产生的感应电动势是按正弦规律变化.其交流电动势瞬时值图象如图甲：资料个人收集整理，勿做商业用途实验表明欧姆定律也适用于交变电流的纯电阻电路，有：i=Imsinωt，其中Im=REm，R为电路中的总电阻.电流瞬时值图象如图乙资料个人收集整理，勿做商业用途三、练习：1、如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO'以恒定的角速度ω转动，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化．在2资料个人收集整理，勿做商业用途时刻（）A．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．穿过线圈的磁通量的变化率为零D．线圈消耗的电功率为零分析：一矩形线圈在匀强磁场内绕固定轴转动，线圈中的感应电动势e随于时间t的变化规律可得，线圈从垂直中性面开始计时；磁通量为零时，磁通量变化率最大；每当线圈经过中性面时，电流方向改变．资料...