河南省林州市第一中学高二人教版物理选修3-2导学案：5.1交变电流的产生条件

5.1交变电流的产生条件 导学案 导：学习目标 1. 阅读教材P31, 理解交变电流、直流的概念，会观察交流电的波形图。 2. 阅读教材P32, 理解正弦(或余弦）交流电的产生条件，掌握交流电产生的原理. 3. 阅读教材P33，知道交变电流的变化规律及表示方法 思：（独立思考） 一、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叫做交变电流，简称交流(AC). 2.直流：方向不随时间变化的电流称为直流(DC)，大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流.(2)交变电流与直流电的最大区别在于交变电流的方向发生周期性变化，而直流电的方向不变. 二、交变电流的产生 1.产生：在匀强磁场中的线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，产生交变电流. 2.两个特殊位置 (1)中性面(S⊥B位置) 线圈平面与磁场垂直的位置，此时Φ最大，为0，e为0，i为0.(填“最大”或“0”) 线圈经过中性面时，电流方向发生改变，线圈转一圈电流方向改变两次. (2)垂直中性面位置(S∥B位置) 此时Φ为0，最大，e最大，i最大.(填“最大”或“0”) 三、交变电流的变化规律 1.交变电流的瞬时值表达式推导 线圈平面从中性面开始转动，如图所示，则经过时间t： (1)ab边产生的感应电动势(设线圈面积为S) eab＝BLabvsin θ＝sin ωt. (2) 整个线圈产生的感应电动势：e＝2eab＝BSωsin ωt， 若线圈为n匝，则e＝nBSωsin ωt. 由上式可以看出，其感应电动势的大小和方向都随时间t做周期性变化，即线圈中的交变电流按正弦函数规律变化，这种交变电流叫做正弦式交变电流. 2.正弦式交变电流的瞬时值表达式e＝Emsin ωt，u＝Umsin ωt，i＝Imsin ωt 3.正弦式交变电流的峰值 (1)转轴在线圈所在平面内且与磁场垂直.当线圈平面与磁场平行时，线圈中的感应电动势达到峰值，且满足Em＝nBSω.(2)决定因素：由线圈匝数n、磁感应强度B、转动角速度ω和线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关. 如图所示的几种情况中，如果n、B、ω、S均相同，则感应电动势的峰值均为Em＝nBSω. [来源:Z_xx_k.Com] 4.正弦式交变电流的图象 议：（探究思考） 展：（激情展示）请学生展示“议”环节提出的问题 例1　如图所示的图象中属于交变