高中物理 第2章 交变电流与发电机 2.1怎样产生交变电流教师用书 沪科版选修.doc

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1、2.1　怎样产生交变电流学习目标知识脉络1.了解交流发电机的结构.2.知道交变电流的概念及产生原理.3.掌握交变电流的变化规律及两种表示方法.(重点)4.掌握交变电流的中性面，最大值、瞬时值及方向的变化.(难点)交变电流1.定义大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流.2.正弦式交变电流当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，线圈中产生的交变电流的电流和电压都按正弦函数规律变化，这种电流叫正弦式交变电流.1.变化的电流都是交变电流.(×)2.恒定电流的大小方向都不变，所以它是直流电.(√)3.线圈只要在匀强磁场中匀速转动就能产生正弦式交变电流.(×)1.如何区分直流电

2、与交变电流？【提示】　区分直流电和交变电流的唯一标准是看电流的方向是否随时间变化.不变的是直流电，变化的是交变电流.2.所有的交流电都是正弦交变电流吗？【提示】　不是.只有按正弦规律变化的电流才是正弦交变电流.如图211所示，图甲为小灯泡接到干电池上，图乙为小灯泡接到手摇模型发电机的输出端.甲　　　　　　　　　　乙图211探讨1：闭合开关，手摇发电机的手柄，两灯泡的发光情况有什么不同？这种现象能够说明什么？【提示】　图甲小灯泡亮度不变，图乙小灯泡亮度不断变化，说明图乙中发电机的输出电流大小是变化的.探讨2：若把电流表接到图乙中发电机的输出端，观察电流表指针的摆动情况，其摆动情况能说明什么问题

3、？【提示】　电流表的指针随线圈的转动不停地在“0”刻度线两侧左右摆动，说明发电机的输出电流的大小和方向是周期性变化的.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.1.(多选)如图所示图像中属于交流电的有(　　)(　　)A　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　D【解析】　D图表示的电流大小发生了周期性变化，而方向

4、没有变化.A、B、C图中的电流方向均发生了周期性变化.【答案】　ABC2.(多选)关于交变电流和直流电的说法中，正确的是(　　)A.如果电流的大小做周期性变化，则一定是交变电流B.直流电的大小可以变化，但方向一定不变C.交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D.方向随时间变化的电流属于交变电流【解析】　直流电的方向不发生变化，而大小可以改变，A错误，B正确.交变电流是指方向发生周期性变化的电流，可以是锯齿形、矩形波形、尖脉冲波形以及正弦波形等，这些都属于交变电流.C错误，D正确.【答案】　BD3.(多选)对于如图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(　　)图212A

5、.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.电流最大值为0.2A，周期为0.01sD.电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电【解析】　从题中可以看出，电流最大值为0.2A，周期为0.01s，电流大小变化，但方向不变，是直流电，不是交流电.【答案】　AC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.交流发电机1.基本组成由产生感应电动势的线圈(电枢)和产生磁场的磁体组成.2.发电机的基本种类(1)旋转电

6、枢式发电机：电枢旋转，磁极不动；提供500V以下的电压.(2)旋转磁极式发电机：磁极旋转，电枢不动；提供几千到几万伏的电压，输出功率可达几十万千瓦.3.中性面线圈平面与磁感线垂直的位置，此位置磁通量最大，感应电动势为零.4.表达式若从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emaxsinωt，Emax是感应电动势的最大值.5.电能来源转子的机械能转化为发电机的电能.1.线圈每转一周经过中性面两次.(√)2.当线圈经过中面性时，穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电流也最大.(×)3.发电机是把机械能转化为电能的装置.(√)1.当正弦交变电流从不同位置开始计时时，交变电流的瞬时值的表达式一

7、样吗？【提示】　不一样.当从中性面开始计时时，交流电的电动势瞬时值表达式为e＝Emsinωt；当从垂直于中性面的位置开始计时时，该时刻的电动势瞬时值为最大，瞬时值表达式为e＝Emcosωt.2.发电机工作过程中能量是如何转化的？【提示】　发电机工作时产生的感应电流在磁场中会受到安培力，安培力的作用总是阻碍转子的运动，在这一过程中发电机把机械能转变成了电能.如图213所示中，图甲中线圈平面恰好垂直于磁感线方向，