【核心素養(yǎng)目標】
知識點一 交變電流與直流
【情境導入】
我們的照明用電為220的交流電，交流電的方向和直流電的方向有什么不同？
【知識梳理】
1．交變電流：大小和方向隨時間做 變化的電流叫作交變電流，簡稱 ．
2．直流： 不隨時間變化的電流稱為直流．
【重難詮釋】
1．交變電流
大小和方向隨時間做周期性變化的電流叫作交變電流，簡稱交流．
2．常見的交變電流的波形圖
實際應用中，交變電流有著不同的變化規(guī)律，常見的有以下幾種，如圖所示．
3．直流
方向不隨時間變化的電流叫作直流，大小和方向都不隨時間變化的電流叫作恒定電流．
【典例精析】
例1． (多選)下列圖像中屬于交變電流的有( )
【規(guī)律方法】
交流電與直流電最本質的區(qū)別就是方向做周期性的改變，不是看大小的變化。
知識點二 交變電流的產生
【情境導入】
假定線圈繞OO′軸沿逆時針方向勻速轉動，如圖所示，則：
(1)線圈轉動一周的過程中，線圈中的電流方向如何變化？
(2)線圈轉動過程中，當產生的感應電流有最小值和最大值時線圈分別在什么位置？
【知識梳理】
交流發(fā)電機的線圈在磁場中轉動時，轉軸與磁場方向垂直．
【重難詮釋】
兩個特殊位置
1．中性面位置(S⊥B，如圖中的甲、丙)
線圈平面與磁場垂直的位置，此時Φ最大，eq \f(ΔΦ,Δt)為0，e為0，i為0.
線圈經過中性面時，電流方向發(fā)生改變，線圈轉一圈電流方向改變兩次．
2．垂直中性面位置(S∥B，如圖中的乙、丁)
此時Φ為0，eq \f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大．
【典例精析】
例2．交流發(fā)電機發(fā)電示意圖如圖所示，線圈轉動過程中，下列說法正確的是( )
A．轉到圖甲位置時，通過線圈的磁通量變化率最大
B．轉到圖乙位置時，線圈中產生的感應電動勢為零
C．轉到圖丙位置時，線圈中產生的感應電流最大
D．轉到圖丁位置時，AB邊中感應電流方向為A→B
【規(guī)律方法】
中性面磁通量最大，感應電動勢最小，感應電流最小。
與中性面垂直的平面，磁通量為零，感應電動勢最大，感應電流最大。
每經過中性面一次，感應電流方向改變一次。
判斷感應電流方向，可采用楞次定律或右手定則。
知識點三 正弦式交變電流的變化規(guī)律
【情境導入】
如圖所示，線圈平面繞bc邊的中點從中性面開始轉動，角速度為ω.經過時間t，線圈轉過的角度是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ab邊長為L1，bc邊長為L2，線圈面積S＝L1L2，磁感應強度為B，則：
(1)ab邊產生的感應電動勢為多大？
(2)整個線圈中的感應電動勢為多大？
(3)若線圈有N匝，則整個線圈的感應電動勢為多大？
【知識梳理】
1．中性面
(1)中性面：與磁感線垂直的平面．
(2)當線圈平面位于中性面時，線圈中的磁通量最大，線圈中的電流為零．
2．從中性面開始計時，線圈中產生的電動勢的瞬時值表達式：e＝Emsin ωt，Em叫作電動勢的峰值，Em＝NωBS.
3．正弦式交變電流：按正弦規(guī)律變化的交變電流叫作正弦式交變電流，簡稱正弦式電流．
4．正弦式交變電流和電壓
電流表達式i＝Imsin ωt，電壓表達式u＝Umsin ωt.其中Im、Um分別是電流和電壓的最大值，也叫峰值．
【重難詮釋】
1．正弦式交變電流的瞬時值表達式
(1)從中性面位置開始計時
e＝Emsin ωt，i＝Imsin ωt，u＝Umsin ωt
(2)從與中性面垂直的位置開始計時
e＝Emcs ωt，i＝Imcs ωt，u＝Umcs ωt.
2.交變電流的峰值
Em＝NωBS，Im＝eq \f(NωBS,R＋r)，Um＝eq \f(NωBSR,R＋r).
說明 電動勢峰值Em＝NωBS由線圈匝數N、磁感應強度B、轉動角速度ω和線圈面積S決定，與線圈的形狀無關，與轉軸的位置無關．
如圖所示的幾種情況中，如果N、B、ω、S均相同，則感應電動勢的峰值均相同．
【典例精析】
例3．如圖所示，勻強磁場的磁感應強度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′勻速轉動，角速度ω＝2π rad/s，外電路電阻R＝4 Ω.求：
(1)轉動過程中線圈中感應電動勢的最大值．
(2)從圖示位置(線圈平面與磁感線平行)開始計時，感應電動勢的瞬時值表達式．
(3)由圖示位置轉過30°角時電路中電流的瞬時值．
(4)線圈從開始計時經eq \f(1,6) s時線圈中的感應電流的瞬時值．
(5)電阻R兩端電壓的瞬時值表達式．
【規(guī)律方法】
確定正弦式交變電流的電動勢瞬時值表達式的基本方法
1．確定線圈轉動從哪個位置開始計時，以確定瞬時值表達式是按正弦規(guī)律變化還是按余弦規(guī)律變化．
2．確定線圈轉動的角速度．
3．確定感應電動勢的峰值Em＝NωBS.
4．寫出瞬時值表達式e＝Emsin ωt或e＝Emcs ωt.
知識點四 交變電流的圖像
【重難詮釋】
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)兩個特殊值對應的位置：
①e＝0(或i＝0)時：線圈位于中性面上，此時eq \f(ΔΦ,Δt)＝0，Φ最大．
②e最大(或i最大)時：線圈平行于磁感線，此時eq \f(ΔΦ,Δt)最大，Φ＝0.
(3)e、i大小和方向隨時間的變化規(guī)律．
【典例精析】
例4．一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸勻速轉動，產生的正弦式交變電壓的波形圖如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A．交變電壓的最大值是220V
B．線圈轉動的周期是1s
C．第2s末通過線圈的磁通量絕對值最大
D．第2s末通過線圈的磁通量變化率絕對值最大
針對訓練
一、單選題
1．把發(fā)光顏色不同的兩個二極管并聯（該類二極管具有單向導電性，導通時發(fā)光），使兩者正負極方向不同。當搖動如圖所示的手搖發(fā)電機時，兩個二極管交替發(fā)光，則流過其中一個二極管的電流是（ ）
A．交流電B．直流電
C．恒定電流D．渦流
2．交流發(fā)電機發(fā)電過程示意圖如圖所示，線圈勻速轉動過程中，下列說法正確的是（ ）
A．轉到圖甲位置時，線圈為中性面
B．轉到圖乙位置時，線圈中電流方向發(fā)生改變
C．轉到圖丙位置時，CD邊感應電流方向為D→C
D．轉到圖丁位置時，線圈中的磁通量變化率最大
3．如圖所示，邊長為L、阻值為R的正方形單匝金屬線圈abcd從圖示位置（線圈平面與紙面相平行）開始繞通過b、d兩點的軸EF以角速度ω勻速轉動，EF的左側有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B，右側沒有磁場，下列說法正確的是（ ）
A．在圖示位置線圈的磁通量最大，磁通量的變化率也最大
B．從圖示位置轉出磁場的過程中，線圈中產生a→d→c→b→a方向的感應電流
C．線圈中產生的感應電動勢的最大值為
D．線圈中產生的感應電動勢的最大值為
4．圖甲、乙是交流發(fā)電機示意圖，線圈ABCD在磁場中勻速轉動。下列說法正確的是 （ ）
A．圖甲中穿過線圈的磁通量最大，電路中的感應電流最大
B．圖乙中穿過線圈的磁通量為零，電路中的感應電流為零
C．圖甲中穿過線圈的磁通量變化率為零，電路中的感應電流為零
D．圖乙中穿過線圈的磁通量變化率最大，電路中的感應電流為零
5．下列關于交變電流和直流的說法正確的是（ ）
A．若電流大小做周期性變化，則一定是交變電流
B．直流的大小可以變化，但方向不一定變化
C．交變電流一定是按正弦或余弦規(guī)律變化的
D．交變電流的最大特征就是電流的方向發(fā)生周期性的變化
6．如圖所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO′以角速度ω逆時針勻速轉動。若以線圈平面與磁場夾角θ＝45°時為計時起點，并規(guī)定當電流自a流向b時電流方向為正，則下列四幅圖像中可能正確的是（ ）
A．B．
C．D．
7．如圖甲所示， 一個矩形線圈 在勻強磁場中繞垂直于磁場方向且與線圈共面的軸 勻速轉動， 從某個時刻開始計時， 穿過線圈的磁通量 隨時間 的變化如圖乙所示，則下列說法中正確的是（ ）
A． 時刻線圈平面垂直中性面
B．、時刻線圈中的感應電流最大且方向相同
C．、時刻穿過矩形線圈的磁通量最大， 但感應電流卻為零
D．時刻穿過線圈的磁通量為零， 電流改變方向
8．如圖所示，一線圈在勻強磁場中勻速轉動，經過圖示位置時（ ）
A．穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最大
B．穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小
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
9．一臺發(fā)電機的結構示意圖如圖所示，N、S是磁鐵的兩個磁極，M是圓柱形鐵芯，鐵芯外套有一矩形導線圈，線圈在繞過鐵芯M中心的固定轉軸勻速轉動。磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場，磁感應強度大小處處相等。若從線圈處于圖示位置開始計時，設此時電動勢為正值，圖中能正確反映線圈中感應電動勢e隨時間t變化規(guī)律的是（ ）
A．B．
C．D．
二、多選題
10．如圖表示交變電流的圖象是（ ）
A．B．
C．D．
11．矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動產生交流電，如圖所示，下列說法中正確的是（ ）
A．當穿過線圈的磁通量最大時，產生的電動勢最大
B．當穿過線圈的磁通量為零時，產生的電動勢最大
C．在圖示位置時，A邊產生的感應電流方向垂直紙面向里
D．在圖示位置時，A邊產生的感應電流方向垂直紙面向外
12．如圖所示，單匝矩形線圈abcd放在勻強磁場中，磁感應強度為B，，。從圖示位置起該線圈以角速度繞不同轉軸勻速轉動，則（ ）
A．以為轉軸時，感應電動勢
B．以為轉軸時，感應電動勢
C．以為轉軸時，感應電動勢
D．以為轉軸跟以ab為轉軸一樣，感應電動勢
13．一個矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間的變化圖像如圖所示，則下列說法正確的是（ ）
A．t=0時，線圈平面與中性面平行
B．t=0.01s時，穿過線圈平面的磁通量的變化率最大
C．t=0.02s時，線圈中有最大感應電動勢
D．t=0.025s時，線圈中有最大感應電流
物理觀念
通過實驗觀察交變電流的方向.會區(qū)分交流電和直流電。
科學思維
會分析交變電流的產生過程，會推導交變電流電動勢的表達式.
科學探究
知道什么是正弦式交變電流，知道正弦式交變電流的瞬時值表達式.
科學態(tài)度與責任
了解交流發(fā)電機的構造及工作原理。

相關試卷

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊1 交變電流精品課后作業(yè)題：

這是一份高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊1 交變電流精品課后作業(yè)題，文件包含專題11交變電流規(guī)律的應用-2023-2024學年高二物理備課必備講義人教2019選擇性必修第二冊原卷版docx、專題11交變電流規(guī)律的應用-2023-2024學年高二物理備課必備講義人教2019選擇性必修第二冊解析版docx等2份試卷配套教學資源，其中試卷共33頁， 歡迎下載使用。

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊第三章 交變電流1 交變電流優(yōu)秀課后練習題：

這是一份高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊第三章 交變電流1 交變電流優(yōu)秀課后練習題，文件包含第三章交變電流章末檢測題-2023-2024學年高二物理備課必備講義人教2019選擇性必修第二冊原卷版docx、第三章交變電流章末檢測題-2023-2024學年高二物理備課必備講義人教2019選擇性必修第二冊解析版docx等2份試卷配套教學資源，其中試卷共32頁， 歡迎下載使用。

人教版 (2019)4 電能的輸送優(yōu)秀測試題：

這是一份人教版 (2019)4 電能的輸送優(yōu)秀測試題，文件包含34電能的輸送-2023-2024學年高二物理備課必備講義人教2019選擇性必修第二冊原卷版docx、34電能的輸送-2023-2024學年高二物理備課必備講義人教2019選擇性必修第二冊解析版docx等2份試卷配套教學資源，其中試卷共37頁， 歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關試卷 更多

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊3 變壓器精品課時作業(yè)

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊3 變壓器精品課時作業(yè)
高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊2 交變電流的描述優(yōu)秀練習題

高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊2 交變電流的描述優(yōu)秀練習題
人教版 (2019)選擇性必修 第二冊1 楞次定律優(yōu)秀習題

人教版 (2019)選擇性必修 第二冊1 楞次定律優(yōu)秀習題
高中人教版 (2019)1 交變電流精品課后測評

高中人教版 (2019)1 交變電流精品課后測評
資料下載及使用幫助
版權申訴
版權申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認為該資料內容侵犯了您的知識產權，請掃碼添加我們的相關工作人員，我們盡可能的保護您的合法權益。
入駐教習網，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權申訴二維碼
高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊電子課本

1 交變電流

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第二冊

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習網
  • 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
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經成功發(fā)送，5分鐘內有效

設置密碼

6-20個字符，數字、字母或符號

注冊即視為同意教習網「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部