2.1 认识交变电流 （备课堂）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（粤教版选修3-2）

粤教版 高中物理选修3-2 第二章 恒定电流：强弱和方向都不随时间改变的电流叫恒定电流，简称直流（DC）。 　　强弱和方向都随时间周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流 ( AC ) 。 这是按正弦规律变化的交变电流，称为正弦交流电 交变电流 t i 0 t1 t2 t3 t4 工具：示波器（观察波形图） 观察交变电流的图象 电流或电压随时间变化的图象叫做波形图 如图所示,示波器显示的图象是正弦(余弦)曲线,它反映了灯泡两端的电压(或通过灯泡的电流)随时间的变化规律.我们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 常见交流电的波形 正弦波 尖波 矩形波 锯齿波 例．在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是 。 A B D t i A B C D 交变电流的产生 演示实验一： 把电流表接入模型发电机的输出端，摇动发电机手柄，使线圈在磁极之间转动，观察电流表指针摆动情况。改变摇动发电机手柄的速度，电流表指针的摆动情况有什么变化？这些变化说明了什么问题？ 在实验1中,发电机手柄摇得越快,电流表指针由中间向两边摆动越快且幅度越大.这说明摇得越快,电流越大且方向变化越快. 演示实验二： 把小灯泡接入模型发电机的输出端，摇动发电机手柄，使线圈在磁极之间转动，观察小灯泡的发光情况。改变摇动发电机手柄的速度，小灯泡的发光情况有什么变化？这些变化说明了什么问题？ 在实验2中,小灯泡闪烁发光,发电机手柄摇得越快,小灯泡越亮,且闪烁越快这说明摇得越快,电流越大且方向变化越快 从以上实验可以看到,摇动发电机的手柄,发电机产生电流,其大小和方向在不断地变化,这就是交变电流 交流电是由交流发电机产生的。 如图，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程 ①何时磁通量最大？何时磁通量最小？ ②何时电动势最大？何时电动势最小？ ③线圈中的电流大小和方向如何变化？ 在a、c、e位置，磁通量最大；在b、d位置，磁通量最小 在b、d位置，电动势最大；在 a、c、e位置，电动势最小 * 教师看图解释，教师指出：线圈的中性面的位置． 为了能更方便地说明第③个问题，我们将立体图转化为平面图来分析。 线圈在转动过程中，电路中电流的大小和方向都在不断改变，交变电流就是这样产生的。 abcd 电流增大 abcd 电流减小 dcba 电流增大 dcba 电流减小 B⊥S，φ最大，各边不切割磁感线，无感应电流——这个位置称为 中性面 E=0 , I=0，Φ有最大值 （a）、（e）位置 在线圈的转动过程中，经过a、c、e三个位置时，穿过线圈的磁通量、线圈中的感应电动势、感应电流有什么特点？ φ最 大 V 、B方向平行 φ/ t = 0 Ｅ＝０ i＝0 线圈经过这些位置时，电流方向发生改变。 （a）、（e）位置 （c）位置 B∥S，φ=0， a（b）d（c）垂直切割磁感线， E最大,感应电流最大,电流方向a→b 该面称为峰值面 总结：两个特定位置的特点 线圈转动一周电流方向改变两次 图示 概念 中性面位置 与中性面垂直的位置 课堂小结: 一、交变电流的图象 波形：大小和方向都随时间周期性变化； 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 由交流发电机产生:线圈在磁场中匀速转动，产生的电流大小和方向都随时间做周性变化； 中性面：线圈平面与磁场方向垂直的位置。　 特点：磁通量最大，电流为零，线圈中的电流通过中性面时改变方向。 1．矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是(　 　) A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次 D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线 CD * 2、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈通过中性面时.下列说法中正确的是( ). A、穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势最大 B、穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势最大 C、穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势等于零 D、穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势等于零 C 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．线圈每经过中性面一次,感应电流方向改变一次，感应电动势方向不变 B．线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次 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 4、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图示，则（