2023學(xué)年完整公開課版交變電流1

一、交變電流1.交變電流:大小和方向隨時間做

變化的電流.2.正弦交流電的產(chǎn)生和圖像(1)產(chǎn)生:如圖所示,在勻強磁場里,線圈繞

方向的軸勻速轉(zhuǎn)動.周期性垂直于磁場交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律(2)中性面①定義:與磁場方向

的平面.垂直②特點:線圈位于中性面時,穿過線圈的磁通量

,磁通量的變化率為

,感應(yīng)電動勢為

.線圈每經(jīng)過中性面一次,電流的方向就改變一次.(3)圖像:用以描述交變電流隨時間變化的規(guī)律,如果線圈從中性面位置開始計時,其圖像為

曲線,如圖所示.最大零零正弦交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律二.正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時)規(guī)律物理量函數(shù)表達式圖像磁通量Φ=Φmcos

ωt=BScos

ωt電動勢e=Emsinωt=nBSωsinωt三.兩個特殊位置及其特點交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律四.三點注意(1)只要線圈平面在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動,就產(chǎn)生正弦式交變電流,其變化規(guī)律與線圈的形狀、轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)的位置無關(guān).(2)Φ-t圖像與對應(yīng)的e-t圖像是互余的.(3)電流方向的改變:線圈通過中性面時,電流方向發(fā)生改變,一個周期內(nèi)線圈兩次通過中性面,因此電流的方向改變兩次.交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律1.人教版教材選修3-2P31手搖教學(xué)發(fā)電機產(chǎn)生交變電流;轉(zhuǎn)動手柄,觀察紅黃二極管的發(fā)光情況,請問觀察到什么現(xiàn)象?說明什么問題?答案:轉(zhuǎn)動速度較慢的時候,觀察到兩個二極管輪流發(fā)光且比較暗;轉(zhuǎn)速稍微加快,兩個發(fā)光二極管亮度增大且?guī)缀跬瑫r閃閃發(fā)光,分不出前后,說明電流的方向不斷改變,改變快慢與線圈轉(zhuǎn)動的速度有關(guān).2.人教版教材選修3-2P32圖5.1-3交流發(fā)電機線圈的平面示意圖中,設(shè)勻強磁場磁感應(yīng)強度為B,正方形線圈邊長為L,匝數(shù)為n,以O(shè)1O2為起點、角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,經(jīng)過時間t轉(zhuǎn)至實線位置,試推導(dǎo)此時線圈中感應(yīng)電動勢的表達式.二、描述交變電流的物理量1.交變電流的周期和頻率的關(guān)系:T=

.2.交變電流的“四值”(1)

值:交變電流某一時刻的值,是時間的函數(shù).(2)

值:交變電流(電流、電壓或電動勢)所能達到的最大的值,也叫最大值.(3)

值:跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值.對正弦交流電,其有效值和峰值的關(guān)系為:E=

,U=

,I=

.(4)平均值:用=n來計算.瞬時峰有效特別提醒通常所說交變電流、電壓的數(shù)值,各種交流電氣設(shè)備所標(biāo)的額定電壓和額定電流的數(shù)值,一般交流電表測量的數(shù)值,都是指有效值(除非有特殊說明).(1)交變電流的主要特征是電流的方向隨時間周期性變化.(

)√1.思考判斷(2)線圈經(jīng)過中性面位置時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大.(

)(3)我國使用的交流電周期是0.02s,電流方向每秒鐘改變100次.(

)(4)任何交變電流的最大值Im與有效值I之間的關(guān)系是Im=I.(

)(5)交流電壓表及電流表的讀數(shù)均為峰值.(

)×√××例2：小型交流發(fā)電機中,矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間呈正弦函數(shù)關(guān)系,如圖所示.此線圈與一個R=10Ω的電阻構(gòu)成閉合電路,電路中的其他電阻不計.下列說法正確的是(

)CA