2019-2020学年粤教版高中物理选修3-2（课件+教师用书+课时分层作业）：第2章 第1节　认识交变电流 (3份打包)

第一节　认识交变电流 [学习目标]　1.知道交变电流、恒定电流的概念.2.知道可以用示波器观察交变电流的波形.3.知道交流发电机的构造，理解交变电流产生的原理．(重点、难点)4.理解中性面的概念．(重点) 一、交变电流 1．恒定电流：大小和方向都不随时间改变的电流，简称直流． 2．交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流，简称交流． 3．波形图：电流或电压随时间变化的图象． 4．日常生活和生产中所使用的交变电流是按正弦规律变化的交变电流． 二、交变电流的产生 1．交流发电机的基本结构：线圈、磁极、滑环及电刷． 2．过程分析(如图所示) 3．中性面 (1)定义：线圈平面垂直磁感线时的位置． (2)特点：①感应电流为零；②线圈平面每经过一次中性面，感应电流方向就改变一次． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)交变电流是方向随时间作周期性变化的电流．(√) (2)只有按正弦规律变化的电流才是交变电流．(×) (3)交流电源没有正、负极之分．(√) (4)只要闭合线圈在磁场中转动就会产生交变电流．(×) (5)交变电流是矩形线圈绕平行于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动产生的电流．(×) 2．(多选)如图所示图象中属于交流电的有(　　) A　　　B　　　C　　　D ABC　[交变电流是大小、方向都随时间变化的电流，所以A、B、C正确；D仅是电流的大小发生变化而方向不变，故不属于交变电流．] 3．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是 (　　) A．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 B．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 C．线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都要改变一次 D．线圈转动一周，感应电流和感应电动势方向都要改变一次 C　[当线圈在匀强磁场中转动产生交变电流时，线圈平面每经过中性面一次，感应电流与感应电动势方向均改变一次，转动一周，感应电流与感应电动势方向改变两次．故只有C正确．] 交变电流 1.交变电流与直流电的区别 交变电流 直流电 脉动直流 恒定电流 方向 随时间周 期性变化 不随时间变化 不随时间变化 大小 可以随时间变化，也可以不随时间变化，如矩形脉冲 可以随时间变化 不随时间变化 2.常见的几种交变电流的图象 不同的交变电流的变化规律不同，常见的有以下几种情况，如图所示． 甲　　　乙　　　丙　　　 丁 无论大小是否变化，但都有一个共同的特点，就是电流的方向一定随时间做周期性变化． 【例1】　如选项图所示，其中不表示交变电流的是(　　) A　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　D C　[A、B、D中电流i的方向随时间发生了周期性变化，是交变电流；C中电流方向不变，是直流电，故选C.] 交变电流理解的两点注意 (1)只要电流的方向发生变化，即为交变电流，若方向不变，尽管大小变化，亦为直流电． (2)在i­t或u­t图象中，正负表示方向，若题中给出了i­t或u­t图象，一定要注意图象的坐标原点是否为0，图中i或u值有无正负变化． 1．如图所示，属于交流电的是(　　) 　 A　　　　B　　　　C　　　　D C　[方向随时间作周期性变化是交变电流最重要的特征．A、B、D三项所示的电流大小随时间作周期性变化，但其方向不变，不是交变电流，它们是直流电．C选项中电流的大小和方向都随时间作周期性变化，故选C.] 交变电流的产生两种特殊位置的比较 比较内容 中性面 中性面的垂直面 位置 线圈平面与磁场垂直 线圈平面与磁场平行 图示 磁通量 最大 零 磁通量变化率 零 最大 感应电动势 零 最大 感应电流 零 最大 电流方向 改变 不变 【例2】　一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　乙 A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变 C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大 D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小 思路点拨：①Φ ­ t图线斜率表示电动势．②Φ＝0的位置，线圈处于垂直中性面，Φ最大，线圈处于中性面． B　[从题图乙可以看出，t1、t3时刻通过线圈的磁通量最大，线圈经过中性面位置时线圈中感应电流方向改变，A错误，B正确；t2、t4时刻通过线圈的磁通量为零，线圈处于与中性面垂直的位置，此时感应电动势和感应电流均为最大，故C、D均错误．] 线圈在匀强磁场中转动问题的三点注意 (1)矩形线框在匀强磁场中匀速转动，仅是产生交变电流的一种方式，但不是唯一方