第3章 1.交变电流— 2020-2021同步新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第二册讲义

1．交变电流 学习目标：1.[物理观念]知道交变电流、直流的概念。　2.[科学思维]掌握交变电流的产生和变化规律。　3.[物理观念]知道交变电流的峰值、瞬时值的含义。 一、交变电流及其产生 1．交变电流 (1)交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称交流。 (2)直流：方向不随时间变化的电流。大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 2．交变电流的产生 (1)产生条件：在匀强磁场中，矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。 (2)过程分析(如图所示)： (3)中性面：线圈在磁场中转动的过程中，线圈平面与磁场垂直时所在的平面。 二、交变电流的变化规律 1．从两个特殊位置开始计时瞬时值的表达式 从中性面位置开始计时 从与中性面垂直的位置开始计时 磁通量 Φ＝Φmcos ωt ＝BScos ωt Φ＝Φmsin ωt ＝BSsin ωt 感应电动势 e＝Emsin ωt ＝NBSωsin ωt e＝Emcos ωt ＝NBSωcos ωt 电压 u＝Umsin ωt ＝sin ωt u＝Umcos ωt ＝cos ωt 电流 i＝Imsin ωt ＝sin ωt i＝Imcos ωt ＝cos ωt 2.峰值：表达式中的Em、Um、Im分别为电动势、电压和电流可能达到的最大值，叫作峰值。 3．正弦式交变电流的图像 4．几种不同类型的交变电流 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)线圈转动一周有两次经过中性面，每转一周电流方向改变一次。 (×) (2)当线圈中的磁通量最大时，产生的感应电流也最大。 (×) (3)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时产生的电流是交变电流。 (√) (4)交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关。 (×) 2．(多选)下列各图中能产生交变电流的是(　　) A　　　　B　　　　C　　　　D CD　[A图中的转轴与磁场方向平行，B图中的转轴与纸面方向垂直，线圈中的磁通量始终为零，线圈中无感应电流产生，故A、B错误；根据交变电流产生的条件可知，线圈绕垂直于磁感线且通过线圈平面的轴线转动，就可以产生交变电流，对线圈的形状没有特别要求，故C、D正确。] 3．交流发电机在工作时电动势为e＝Emsin ωt，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为(　　)