2014-物理选修3-2-5第五章 1.ppt

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1、第五章　交变电流1　交变电流1.匀速圆周运动角速度、线速度：（1）角速度与周期、频率的关系：ω=____=_____。（2）线速度与周期、频率的关系：v=____=______。2.感应电动势的计算：（1）法拉第电磁感应定律：E=_____。（2）导体切割磁感线：E=____。2πf2πfrBlv3.楞次定律：感应电流的磁场总要_____引起感应电流的磁通量的变化。阻碍一、交变电流1.交变电流：大小和方向随时间做_______变化的电流，简称交流。2.直流：_____不随时间变化的电流。3.图像特点：（1）恒定电流的图像是一条____

2、_______________。（2）交变电流的图像随_____做周期性变化，如正弦交变电流的图像：周期性方向与时间轴平行的直线时间二、交变电流的产生1.产生过程（在下面横线上填：“ABCD”或“DCBA”）。ABCDDCBAABCDDCBA2.在___、___位置时线圈中没有电流，在___、___位置时线圈中电流最大。（选填“甲”“乙”“丙”或“丁”）3.中性面：对应___、___位置，此时线圈平面与磁感线方向_____，磁通量最大。甲丙乙丁甲丙垂直三、交变电流的变化规律1.正弦式交变电流：（1）定义：按_____规律变化的交变电流

3、，简称___________。函数表达式图　像瞬时电动势：e=________瞬时电压：u=________瞬时电流：i=________EmsinωtUmsinωtImsinωt正弦正弦式电流注：表达式中Em、Um、Im分别是电动势、电压、电流的_____，而e、u、i则是这几个量的_______。峰值瞬时值2.几种常见的交变电流：【思考辨析】1.判断正误：（1）只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流。（　　）（2）当线圈中的磁通量最大时，产生的电流也最大。（　　）（3）当线圈平面与磁场垂直时，线圈中没有电流。（　　）（4）按正弦

4、规律变化的交变电流称为正弦式交变电流。（　　）（5）电子技术中所用到的交变电流全都是正弦式交变电流。（　　）提示：（1）×。线圈在磁场中转动且有磁通量的变化才能产生交变电流。（2）×。当线圈中的磁通量最大时产生的电流为零。（3）√。当线圈平面与磁场垂直时，线圈中没有电流。（4）√。按正弦规律变化的交变电流称为正弦式交变电流，简称正弦式电流。（5）×。电子技术中除了有正弦式电流，还有锯齿形电流、矩形脉冲和尖脉冲等。2.问题思考：（1）正弦式交变电流是怎样产生的？提示：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，就可以产生正弦式交变电流

5、。（2）交流发电机的中性面有什么特点？提示：中性面是通过线圈的转轴且与磁场方向垂直的平面，通过线圈的磁通量最大而电流为零。一交变电流的产生过程1.产生条件：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。2.两个特殊位置的对比分析：名称中性面中性面的垂面位置线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行磁通量最大零名　称中性面中性面的垂面磁通量的变化率零最大感应电动势零最大电流方向改变不变【特别提醒】（1）线圈每经过中性面一次，线圈中感应电流就要改变方向。（2）线圈转一周，感应电流方向改变两次。【典例1】一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固

6、定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　）A.t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B.t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变C.t2、t4时刻线圈中磁通量最大D.t2、t4时刻线圈中感应电动势最小【解题探究】（1）根据Φ-t图像，______时刻线圈中磁通量为零，______时刻线圈中磁通量最大，t1、t3时刻线圈处于_______位置。（2）当线圈处于中性面位置时，磁通量、磁通量的变化率、线圈中的感应电动势各有什么特点？提示：当线圈处于中性面位置

7、时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，线圈中的感应电动势也为零。t2、t4t1、t3中性面【标准解答】选B。从题图乙可以看出，t1、t3时刻通过线圈的磁通量最大，线圈经过中性面位置时线圈中感应电流方向改变，A错误，B正确；t2、t4时刻通过线圈的磁通量为零，线圈处于与中性面垂直的位置，此时感应电动势和感应电流均为最大，故C、D均错误。【变式训练】（2013·保定高二检测）如图所示，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，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在这段时间内（）A.线圈中的感应电流一直在减

8、小B.线圈中的感应电流先增大后减小C.穿过线圈的磁通量一直在减小D.穿过线圈的磁通量的变化率先减小后增大【解析】选B。根据由于从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，故时间内线圈中的感应电流先增大后减小，穿过线圈的磁通量先减