第1节　交变电流VIP免费

第五章交变电流第1节交变电流情景导入课前导读知识解惑栏目链接1．____________都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流；____________不随时间变化的电流称为直流．2．正弦式交变电流的电动势e随时间变化的规律为____________，式中____________叫做电动势的峰值．大小和方向方向e＝EmsinωtEm情景切入课前导读知识解惑栏目链接情景切入课前导读知识解惑栏目链接情景切入课前导读知识解惑栏目链接一、交变电流的产生交变电流的定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，方向变化为其主要特征．总结：(1)线圈每转一周，电流方向改变两次，电流方向改变的时刻也就是线圈中无电流的时刻(或者说磁通量最大的时刻)．由于线圈转一周的过程中，线圈的磁通量有两次达到最大，故电流的方向在线圈转一周的过程中改变两次，我们把线圈平面垂直于磁感线时的位置叫做中性面．情景切入课前导读知识解惑栏目链接(2)线圈垂直中性面时，虽然磁通量等于零，但是磁通量的变化率却最大，因此感应电动势最大，感应电流最大．(双选)下列各图中，表示交变电流的是()情景切入课前导读知识解惑栏目链接解析：方向随时间做周期性变化是交变电流的重要特征，选项A、B中，电流的大小变化，但方向不变，不是交变电流是脉动直流．A、B错误，C、D项正确．答案：CD情景切入课前导读知识解惑栏目链接变式迁移1．如图所示的是电流i随时间t做周期性变化的图象，下列描述正确的是()情景切入课前导读知识解惑栏目链接A．电流的大小变化，方向也变化，是交流电B．电流的大小变化，方向不改变，不是交流电C．电流的大小不变，方向不变，是直流电D．电流的大小不变，方向变化，是交流电解析：要电流的方向变化就是交流电，此题电流大小不变，方向变化，是交流电．答案：D变式迁移情景切入课前导读知识解惑栏目链接二、交变电流的产生和变化规律1．交变电流的产生及数学表达式：矩形线框绕垂直于匀强磁场的轴O转动时，线圈的两条边切割磁感线产生感应电动势，如图所示．设线圈的匝数为n，转动角速度为ω，两对边分别为L1和L2(其中ab边为L1，ad边为L2)．情景切入课前导读知识解惑栏目链接若从中性面开始计时，经时间t转到如图所示位置．则t时间线框转过ωt角．ab边产生的电动势：e1＝nBL1v1＝nBL1vsinθ＝nBL1·12L2ωsinωtcd边产生的电动势：e2＝nBL1·12L2ωsinωt由右手定则可知：e1和e2环绕方向相同．故总电动势e＝e1＋e2＝nBL1L2ωsinωt＝nBSωsinωt.其中nBSω为电动势的最大值，用Em表示，即Em＝nBSω.则总电动势的表达式可表示为：e＝Emsinωt.由e＝Emsinωt知，线圈中的交变电流按正弦函数规律变化，这种交变电流叫正弦交变电流．情景切入课前导读知识解惑栏目链接注意：(1)表达式的表示形式仅限于自中性面开始计时的情况．(2)在轴与磁场垂直的前提下，交变电流的表达式与轴的位置无关．(3)若线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，由闭合电路欧姆定律得i＝eR＋r＝EmR＋rsinωt，可写为i＝Imsinωt.R两端电压可记为u＝Umsinωt.2．中性面．(1)定义：与磁场方向垂直的平面叫中性面．(2)特点：①线圈转到中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零．情景切入课前导读知识解惑栏目链接②线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次3．正弦交变电流的图象(线圈在中性面位置开始计时)：物理量函数(从中性面计时)图象磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt电动势e＝Emsinωt＝nBSωsinωt路端电压u＝Umsinωt＝sinωt电流i＝Imsinωt＝sinωt情景切入课前导读知识解惑栏目链接注意：两个特殊位置的特点①线圈平面与中性面重合时：S⊥B，Φ最大，ΔΦΔt＝0，e＝0,i＝0，电流方向将发生改变．②线圈平面与中性面垂直时：S∥B，Φ＝0，ΔΦΔt最大，e最大，i最大，电流方向不改变．4．交变电流的峰值．(1)交变电流在一个周期内所能达到的最大值叫做交变电流的峰值．以此可以表示交变电流的强弱或电压的高低．情景切入课前导读知识解惑栏目链接(2)意义：磁场中旋转线圈与中性面垂直时交变电流的瞬时值．对单匝线圈而言，其电压的峰值可表示为Em＝2BLv或E...