[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.通過實(shí)驗(yàn)觀察交變電流的方向。2.會(huì)分析交變電流的產(chǎn)生過程，會(huì)推導(dǎo)交變電流電動(dòng)勢的表達(dá)式。3.知道什么是正弦式交變電流，知道正弦式交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式(重點(diǎn))。4.了解交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造及工作原理。
一、交變電流
1．交變電流：大小和方向隨時(shí)間做__________變化的電流叫作交變電流，簡稱________。
2．直流：________不隨時(shí)間變化的電流稱為直流。大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流叫作恒定電流。
下列屬于交變電流的是________；屬于直流的是________。交變電流與直流的本質(zhì)區(qū)別是________________________________。
二、交變電流的產(chǎn)生
交變電流的產(chǎn)生過程分析
1．如圖甲，線圈平面____________磁感線，AB、CD邊的速度方向與磁感線________，線圈________________感應(yīng)電動(dòng)勢；
2．如圖乙，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90°，線圈平面與磁感線________、AB、CD邊都垂直切割磁感線，這時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢________，線圈中的感應(yīng)電流也________，感應(yīng)電流方向?yàn)開_____________；
3．如圖丙，當(dāng)線圈再逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90°時(shí)線圈平面又________于磁感線，線圈____________感應(yīng)電動(dòng)勢；
4．如圖丁，當(dāng)線圈再逆時(shí)針轉(zhuǎn)過90°時(shí)，AB、CD邊的瞬時(shí)速度方向跟線圈經(jīng)過乙圖位置時(shí)的速度方向相反，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢方向也跟在乙圖位置時(shí)相反，感應(yīng)電流方向?yàn)開___________________。
1．交流發(fā)電機(jī)的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)軸與磁場方向________。
2．中性面：與磁場方向________的平面。
3．兩個(gè)特殊位置
(1)中性面位置(S⊥B，如圖中的甲、丙)
此時(shí)Φ________，eq \f(ΔΦ,Δt)為________，e為0，i為0(均選填“最大”“最小”或“0”)；
線圈經(jīng)過____________時(shí)，電流方向發(fā)生改變，線圈轉(zhuǎn)一圈電流方向改變________。
(2)垂直中性面位置(S∥B，如圖中的乙、丁)
此時(shí)Φ為________，eq \f(ΔΦ,Δt)________，e最大，i最大。
為研究問題方便，常用到正視圖。請(qǐng)畫出“交變電流的產(chǎn)生過程分析”中甲、乙、丙、丁4個(gè)位置的正視圖。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(1)只要線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以產(chǎn)生交變電流。( )
(2)線圈在通過中性面時(shí)磁通量最大，電流也最大。( )
(3)線圈在垂直中性面位置時(shí)電流的方向發(fā)生改變。( )
(4)從線圈平面與中性面垂直開始計(jì)時(shí)，在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)2圈的過程中電流方向改變4次。( )
例1 (2022·汪清第六中學(xué)高二期末)如圖所示的線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或做勻速直線運(yùn)動(dòng)，能產(chǎn)生交變電流的是( )
三、交變電流的變化規(guī)律
如圖所示，線圈平面繞bc邊的中點(diǎn)從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω。經(jīng)過時(shí)間t，線圈轉(zhuǎn)過的角度是ωt，ab邊的線速度v的方向跟磁感線方向間的夾角也等于ωt。設(shè)ab邊長為L1，bc邊長為L2，線圈面積S＝L1L2，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則：
(1)ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為多大？
(2)整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為多大？
(3)若線圈有N匝，則整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢為多大？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1．正弦式交變電流：按________規(guī)律變化的電流叫作正弦式交變電流，簡稱______________________。
2．從中性面開始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝__________________，其中Em＝____________為交變電流的峰值。
說明：(1)若從與中性面垂直的位置開始計(jì)時(shí)e＝Emcs ωt。
(2)電動(dòng)勢峰值Em＝NωBS由線圈匝數(shù)N、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω和線圈面積S決定，與線圈的形狀無關(guān)，與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)。
如圖所示的幾種情況中，如果N、B、ω、S均相同，則感應(yīng)電動(dòng)勢的峰值均相同。
3．正弦式交變電流和電壓
電流表達(dá)式i＝Imsin ωt，電壓表達(dá)式u＝Umsin ωt，其中Im＝eq \f(Em,R＋r)，Um＝eq \f(Em,R＋r)R。
4．正弦式交變電流的圖像。
例2 如圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝eq \f(\r(2),π) T，邊長L＝10 cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈總電阻r＝1 Ω，線圈繞垂直于磁感線的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度ω＝2π rad/s，外電路電阻R＝4 Ω。求：
(1)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值；
(2)從圖示位置(線圈平面與磁感線平行)開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；
(3)由圖示位置轉(zhuǎn)過30°角時(shí)電路中電流的瞬時(shí)值；
(4)線圈從題圖位置開始計(jì)時(shí)經(jīng)eq \f(1,6) s時(shí)線圈中的感應(yīng)電流的瞬時(shí)值；
(5)電阻R兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
確定正弦式交變電流的電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式的基本方法
1．確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)從哪個(gè)位置開始計(jì)時(shí)，以確定瞬時(shí)值表達(dá)式是按正弦規(guī)律變化還是按余弦規(guī)律變化。
2．確定線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。
3．確定感應(yīng)電動(dòng)勢的峰值Em＝NωBS。
4．寫出瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Emsin ωt或e＝Emcs ωt。
例3 (多選)一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示，則下列說法正確的是( )
A．圖中曲線是從線圈平面與磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)的
B．t1和t3時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零
C．t1和t3時(shí)刻穿過線圈的磁通量的變化率為零
D．感應(yīng)電動(dòng)勢e的方向變化時(shí)，穿過線圈的磁通量最大
如圖甲、乙所示，從圖像中可以得到以下信息：
(1)交變電流的峰值Em、Im。
(2)兩個(gè)特殊值對(duì)應(yīng)的位置：
①e＝0(或i＝0)時(shí)：線圈位于中性面上，此時(shí)eq \f(ΔΦ,Δt)＝0，Φ最大。
②e最大(或i最大)時(shí)：線圈平面平行于磁感線，此時(shí)eq \f(ΔΦ,Δt)最大，Φ＝0。
(3)e、i大小和方向隨時(shí)間的變化規(guī)律。
針對(duì)訓(xùn)練 (2022·安徽衡安學(xué)校階段練習(xí))一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間變化的Φ－t圖像如圖所示。下列說法正確的是( )
A．t＝0時(shí)刻線圈在中性面位置，穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率為零
B．t＝0.01 s時(shí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大
C．t＝0.02 s時(shí)穿過線圈的磁通量的變化率為零
D．t＝0.03 s時(shí)線圈中的電流方向發(fā)生改變
例4 (2022·長春市第二中學(xué)高二期末)如圖所示為交流發(fā)電機(jī)模型的示意圖。位于磁場中的矩形導(dǎo)線框abcd可繞過其對(duì)稱軸的軸線(圖中虛線)轉(zhuǎn)動(dòng)。已知在t＝0時(shí)刻，線框的平面與磁場方向垂直(圖示位置)，并從此位置開始以恒定的角速度繞轉(zhuǎn)軸沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。若規(guī)定通過電阻的電流方向?yàn)橛蒭到f為正，則下列i－t圖像正確的是( )
四、交流發(fā)電機(jī)
1．主要構(gòu)造：________和________。
2．分類
(1)旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)：________轉(zhuǎn)動(dòng)，________不動(dòng)。
(2)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)：________轉(zhuǎn)動(dòng)，________不動(dòng)。
例5 (2023·上海市延安中學(xué)高二期末)關(guān)于交流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)，下列說法正確的是( )
A．電動(dòng)機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，工作時(shí)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
B．電動(dòng)機(jī)是利用磁場對(duì)電流的作用制成的，工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C．發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D．發(fā)電機(jī)是利用磁場對(duì)電流的作用制成的，工作時(shí)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

相關(guān)學(xué)案

人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)4 電能的輸送導(dǎo)學(xué)案：

這是一份人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)4 電能的輸送導(dǎo)學(xué)案，共5頁。

人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)3 變壓器導(dǎo)學(xué)案：

這是一份人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)3 變壓器導(dǎo)學(xué)案，共5頁。

人教版 (2019)1 交變電流學(xué)案：

這是一份人教版 (2019)1 交變電流學(xué)案，共4頁。

英語朗讀寶

相關(guān)學(xué)案 更多

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)2 交變電流的描述學(xué)案及答案

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)2 交變電流的描述學(xué)案及答案
人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)1 交變電流學(xué)案

人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)1 交變電流學(xué)案
人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)1 交變電流導(dǎo)學(xué)案及答案

人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)1 交變電流導(dǎo)學(xué)案及答案
高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)第三章 交變電流1 交變電流學(xué)案

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)第三章 交變電流1 交變電流學(xué)案
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)電子課本

1 交變電流

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修 第二冊(cè)

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部