高中物理 第二章 交變電流 第1節(jié) 認識交變電流學案 粵教版-2

1、學必求其心得，業(yè)必貴于專精第一節(jié)認識交變電流學 習 目 標知 識 脈 絡1.知道交變電流、恒定電流的概念2知道可以用示波器觀察交變電流的波形3知道交流發(fā)電機的構造，理解交變電流產生的原理(重點、難點)4理解中性面的概念(重點）交 變 電 流 1恒定電流：強弱和方向都不隨時間改變的電流，簡稱直流2交變電流：強弱和方向都隨時間作周期性變化的電流,簡稱交流3波形圖：電流或電壓隨時間變化的圖象4日常生活和生產中所使用的交變電流是按正弦規(guī)律變化的交變電流1交變電流是方向隨時間作周期性變化的電流（）2只有按正弦規(guī)律變化的電流才是交變電流（）3交流電源沒有正、負極之分（)如圖2.1。1所示，大小隨時間周期性

2、變化的電流就是交變電流嗎？圖2.1.1【提示】不是,只有方向隨時間周期性變化的電流才為交流電如圖212所示，兩二極管（單向導電性）按圖示結構連入電路圖2.1。2探討1：把圖中電路接在干電池的兩端時，可以觀察到的現(xiàn)象是什么?【提示】當接在干電池兩端時，只有一個發(fā)光二極管會亮探討2：把圖中電路接在手搖式發(fā)電機兩端時，又會觀察到怎樣的現(xiàn)象？【提示】當接在手搖式發(fā)電機兩端時兩個發(fā)光二極管交替閃亮,原因是發(fā)電機產生與直流不同的電流，兩個發(fā)光二極管一會兒接通這一個，一會兒再接通另外一個，電流方向不停地改變1交變電流與直流電的區(qū)別交變電流直流電脈動直流恒定電流方向隨時間周期性變化不隨時間變化不隨時間變化大小

3、可以隨時間變化也可以不隨時間變化如矩形脈沖可以隨時間變化不隨時間變化2。常見的幾種交變電流的圖象不同的交變電流的變化規(guī)律不同，常見的有以下幾種情況，如圖2。1.3所示圖2。1.3無論大小是否變化,但都有一個共同的特點,就是電流的方向一定隨時間做周期性變化1下列選項所示的各圖象中表示交變電流的是(）【解析】b、c兩圖象中，雖然電流大小隨時間做周期性變化，但方向從圖上看在t軸一側方向不變，故不是交變電流a圖中電流的方向沒發(fā)生變化，不是交變電流d圖中,從圖上看電流分布在t軸兩則,電流的大小、方向均做周期性變化，是交變電流故選d?！敬鸢浮縟2如選項圖所示，其中不表示交變電流的是() 【導學號：9719

4、2055】【解析】a、b、d中電流i的方向發(fā)生了周期性變化,是交變電流；c中電流方向不變，是直流電，故選c?！敬鸢浮縞交變電流理解的兩點注意1只要電流的方向發(fā)生變化,即為交變電流，若方向不變,盡管大小變化亦為直流電2在i.t或ut圖中，正負表示方向，若題中給出了i。t或u.t圖象，一定要注意圖象的坐標原點是否為0,圖中i或u值有無正負變化交 變 電 流 的 產 生1交流發(fā)電機的基本結構：線圈、磁極、滑環(huán)及電刷2過程分析（如圖2。14所示）圖2。1。43中性面（1)定義：線圈平面垂直磁感線時的位置（2）特點：感應電流為零；線圈平面每經(jīng)過一次中性面，感應電流方向就改變一次1只要閉合線圈在磁場中轉動

5、就會產生交變電流（)2交變電流是矩形線圈繞平行于磁場方向的軸在勻強磁場中勻速轉動產生的電流（)3矩形閉合線圈繞垂直于勻強磁場的軸勻速運動,當線圈與磁感線平行時，磁通量最小,電流最大(）線圈在中性面時，磁通量、感應電動勢、感應電流具有怎樣的特點？【提示】線圈平面與磁場垂直的位置，即為中性面位置，在此位置磁通量最大，線圈的感應電動勢和感應電流為零如圖2.1.5所示是交流發(fā)電機的示意圖,假定線圈沿逆時針方向轉動,請思考討論以下問題：圖2.1.5探討1：線圈在由甲轉到乙的過程中，ab邊中電流向哪個方向流動？【提示】磁感線的方向由n指向s，當線圈由甲轉到乙的過程中，向右穿過線圈abcd的磁通量減少，根據(jù)

6、楞次定律和安培定則可判斷ab中的電流方向為由b流向a。探討2：線圈在由丙轉到丁的過程中，ab邊中電流向哪個方向流動？【提示】磁感線的方向由n指向s，當線圈由丙轉到丁的過程中，向右穿過線圈dabc的磁通量減少，根據(jù)楞次定律和安培定則可判斷ab中的電流方向為由a流向b。探討3：當線圈轉到什么位置時線圈中沒有電流?【提示】當線圈轉到甲和丙位置（中性面位置)時，ab、cd的速度方向都與磁感線方向平行，不切割磁感線，故線圈中沒有感應電動勢,沒有感應電流兩特殊位置的比較比較內容中性面中性面的垂直面位置線圈平面與磁場垂直線圈平面與磁場平行圖示磁通量最大零磁通量變化率零最大感應電動勢零最大感應電流零最大電流方

7、向改變不變3如圖2。1。6所示為演示交流電產生的裝置圖，關于這個實驗，正確的說法是（)圖2.1.6a線圈每轉動一周,電流方向改變一次b圖示位置為中性面,線圈中無感應電流c圖示位置,ab邊的感應電流方向由abd線圈平面與磁場方向平行時，磁通量變化率為零【解析】線圈在磁場中勻速轉動時,在電路中產生周期性變化的交變電流，線圈經(jīng)過中性面時電流改變方向，線圈每轉動一周，有兩次通過中性面，電流方向改變兩次，故a項錯；線圈平面垂直于磁感線的位置稱為中性面,顯然圖示位置不是中性面，所以b項錯;線圈處于圖示位置時,ab邊向右運動,由右手定則知，ab邊的感應電流方向由ab，c項對；線圈平面與磁場方向平行時，ab、

8、cd邊垂直切割磁感線,線圈產生的電動勢最大，也可以這樣認為，線圈處于豎直位置時，磁通量為零,但磁通量的變化率最大，d項錯【答案】c4矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸oo勻速轉動，在圖2.1.7所示位置（) 【導學號:97192056】圖21。7a穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小b穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最大c穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大d穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最小【解析】當線圈平面平行于磁感線時，穿過線圈的磁通量最小,但磁通量的變化率最大故選項c正確【答案】c5一閉合矩形線圈abcd繞垂直于磁感線的固定軸oo勻速轉動，線圈平面位于如圖2。1。

9、8甲所示的勻強磁場中通過線圈的磁通量隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是()圖2。1.8at1、t3時刻通過線圈的磁通量變化率最大bt1、t3時刻線圈中感應電流方向改變ct2、t4時刻線圈中磁通量最大dt2、t4時刻線圈中感應電動勢最小【解析】從題圖乙可以看出，t1、t3時刻通過線圈的磁通量最大，線圈經(jīng)過中性面位置時線圈中感應電流方向改變，a錯誤,b正確;t2、t4時刻通過線圈的磁通量為零，線圈處于與中性面垂直的位置，此時感應電動勢和感應電流均為最大，故c、d均錯誤【答案】b線圈在勻強磁場中轉動問題的三點注意1矩形線框在勻強磁場中勻速轉動，僅是產生交變電流的一種方式,但不是唯一方式2線圈平面與中性面重合時，sb