高中物理第2章交变电流1交变电流教师用书教科版选修3_2

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1、1．交变电流学习目标知识脉络1.了解交变电流和直流的概念．2．理解交变电流的产生过程和电动势与电流方向的变化规律．(重点)3．明确正弦式交变电流的变化规律及表达式，知道中性面、瞬时值、峰值等概念．(重点、难点)交变电流[先填空]1．恒定电流大小和方向都不随时间变化的电流，称为恒定电流．2．交变电流(1)定义：大小和方向随时间做周期性变化的电流，称为交变电流，简称交流电．(2)正弦交变流电：电流随时间按正弦函数规律变化的交变电流，简称正弦交流电．[再判断](1)交变电流即指的是正弦交流电．(×)(2)恒定电

2、流就是直流电．()(3)电流方向做周期性变化的电流就为交变电流．()[后思考]交变电流的大小是否一定变化？它与直流电的最大区别是什么？【提示】　交变电流的大小不一定变化，如方形波电流，它与直流电的最大区别是方向发生周期性的变化．[合作探讨]探讨：探究交变电流的特点如图211所示，把电流表接入到模型发电机的输出端，摇动发电机的手柄，观察电流表的指针摆动情况是怎样的？电流表指针的摆动情况说明什么问题？图211【提示】　随着线圈的转动，电流表的指针不停地在“0”刻度线两侧左右摆动，说明手摇发电机产生的电流大

3、小、方向都处于变化中．[核心点击]1．直流、交流、恒定电流的特点(1)电流分类：按电流的方向是否变化分直流和交流两种，方向不变的电流称为直流，方向变化的电流称为交流．(2)直流分类：分为恒定电流和脉动直流，其中大小、方向都不随时间改变的电流叫恒定电流，方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流．(3)交流分类：按交流电图像特点分正弦(或余弦)式交变电流、矩形波交变电流、锯形波交变电流等．2．交变电流与直流电的本质区别(1)交变电流的大小不一定变化，如方形波交变电流，其大小可以是不变的；直流电的大小不

4、一定不变．(2)交变电流与直流电的最大区别在于交变电流的方向发生周期性变化，而直流电的方向不变．1．(2016·广元高二检测)下列四个图像中不属于交流电的是(　　)【导学号：31310075】【解析】　题图中A、B、C中e的方向均做周期性变化，故它们属于交流电，D中e的大小变化而方向不变，属直流电．【答案】　D2.对于图212所示的电流i随时间t做周期性变化的图像，下列说法中正确的是(　　)A．电流大小变化，方向不变，是直流电B．电流大小、方向都变化，是交流电C．电流的周期是0.02sD．电流做周期性变化

5、，是交流电图212【解析】　方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征．因为在此坐标图中电流的方向用正负表示，所以此电流的方向没有改变，是直流电，A正确，B、D错；由图像可以看出电流的周期是0.01s，而不是0.02s，C错误．【答案】　A(1)只要电流的方向发生周期性变化即为交变电流．(2)在it或ut图中，正负表示方向，在读图时不仅要注意图像中的坐标原点是否为0，还要观察i(u)的值有无正负变化．正弦交变电流的产生和表述[先填空]1．产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时，线圈中产生

6、的感应电流就是正弦交流电．2．描述函数图像瞬时电动势：e＝Emsinωt瞬时电压：u＝Umsinωt瞬时电流：i＝Imsinωt最大值表达式：Em＝NBSω.3．中性面：线圈平面与磁场垂直的位置．[再判断](1)只要闭合线圈在匀强磁场里匀速转动就一定产生正弦交变电流．(×)(2)正弦交变电流的函数形式与计时起点有关．(√)(3)当线圈中的磁通量为零时，产生的电流也为零．(×)[后思考]如图213所示是线圈平面和磁场方向垂直的位置，即中性面位置，在此位置磁通量最大．在此位置为何线圈的电动势为零，感应电流为零

7、？图213【提示】　因为线圈a边和d边线速度方向与磁场方向平行，不切割磁感线，故电动势为零，感应电流为零．[合作探讨]在发电机模型中，线圈所处的位置和感应电动势的大小有直接关系．请思考并回答下列问题：探讨1：当线圈处于如图214所示与中性面垂直的位置时，线圈的AB边或CD边切割磁感线的速度有何特点？线圈中的感应电流有何特点？穿过线圈的磁通量的变化率有何特点？图214【提示】　线圈处于与中性面垂直的位置时，线圈的AB边或CD边的速度方向与磁感线方向垂直，所以切割磁感线的速度最大，线圈中的感应电流最大，磁通量

8、的变化率最大．探讨2：交变电流在一个周期内，电流方向改变几次？线圈在哪个位置时电流的方向发生改变？【提示】　2次　线圈经过中性面时，线圈中电流的方向发生改变．[核心点击]1．产生在匀强磁场中，绕垂直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215所示．图2152．过程分析如图216所示图216线圈由甲位置转到乙位置过程中，电流方向为b→a→d→c.线圈由乙位置转到丙位置过程中，电流方向为b→a→d→c.线圈由丙