第3章 第2节 交变电流的产生-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册同步全程学习全书word（鲁科版）

学科网书城园 品牌书店·知名教捕·正版资源 量o.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 第2节 交变电流的产生 学习目标 成长记录 1.了解交流发电机的工作原理。 知识点一&要点一 2.知道交变电流的产生，会判断电流方向的 知识点二&要点二 变化。 3.掌握交变电流的变化规律，会写出其瞬时 值表达式：能从正弦式交变电流的图像中读 知识点三&要点三 出峰值、周期，能对正弦式交变电流的图像描 述和函数式描述进行转换。 基础探究 彩流规念。拿摄前如 公知识梳理 知识点一交流发电机 1,定义：能产生大小和方向随时间做周期性变化电流的发电机。 2.组成：主要由线圈（电枢）和磁极两部分组成。 3.分类 (1)旋转电枢式发电机：电枢转动，磁极不动，输出电压一般不超过 500V。 (2)旋转磁极式发电机：磁极转动，电枢不动，能够产生几千伏到几万 伏的电压，输出功率可达几百兆瓦。 4.工作过程：发电机的转子由蒸汽轮机、水轮机等带动，将机械能传递 给发电机，发电机将机械能转化为电能，输送给外电路。 知识点二正弦式交变电流的产生原理 ·独家授权侵权必究· 享学科网书城 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 1.产生条件：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。 2.过程分析 线周中电流沿ABCD方 、线圆中电流沿DCBA方向 ④ 在甲、丙位置时线圆中 没有电流，在乙、丁位 置时线搁中电流最大 2 线阁中电流沿ABCD方向 圈中电流沿DCBA方向 3.中性面：线圈平面与磁感线垂直时所在的平面。 知识点三正弦式交变电流的变化规律 1.感应电动势的变化规律 矩形线框的长宽分别为1，d,转动角速度为o,若从中性面开始计时， 在t时刻，线框转过的角度0=ωt,线框切割磁感线的速度v=o⊙号，与 磁感线垂直的速度v'婴sin wt,线框上产生的感应电动势 e=2Blv'=@Bldsin @t=wBSsin wti=Esin wt。对于单匝线圈， E=@BS;如果线圈匝数为N,则E-NoBS。 2.电压、电流的变化规律 当负载为电灯等纯电阻用电器时，负载两端电压山、流过的电流讠分 别为u-U sin @t,i-Isin t。 3.峰值：表达式中的E、U。、Im分别为感应电动势、电压和感应电流 的最大值，也叫峰值。 ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 量b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 4.正弦式交变电流的图像 )思考与自测 1.思考判断 (1)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流。(×) (2)当线圈中的磁通量最大时，产生的电流也最大。（×) (3)线圈绕垂直于磁感线的轴转动时产生的交流电是交变电流，电动 势的峰值与线圈的形状有关。(×) (4)交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置有关。（√） (5)线圈转一周有两次经过中性面，每转一周电流方向改变一次。( ×) (6)发电机是将其他形式的能转化为电能的装置。（√） 2.思维探究 (1)如何理解线圈平面转到中性面时感应电动势为零，而线圈平面与 中性面垂直时感应电动势最大呢？ 答案：根据法拉第电磁感应定律=是可知，感应电动势的大小不是 与磁通量Φ直接对应，而是与磁通量的变化率成正比。虽然线圈经过 中性面时磁通量最大，但磁通量的变化率为零，所以感应电动势为零； ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 虽然线圈平面与中性面垂直时磁通量为零，但磁通量的变化率最大， 所以感应电动势最大。 (2)交流发电机输出的电流都可以表示为i=Ipsinωt吗？ 答案：不一定。如果线圈从与中性面垂直时开始计时，则输出的电流表 示为i=I cos wt。 (③)交流发电机中线圈的角速度ω保持不变的前提下，怎样才能使发 电机有较大的电动势峰值？ 答案：由于EBSo,要增大发电机产生的电动势的峰值，可增加线圈 的匝数、增大匀强磁场的磁感应强度或增大线圈的面积。 合作探究 家城要点，极升关城 要点一正弦式交变电流的产生原理 问题情境 CC 甲 丙 1.如图甲、乙所示，把小灯泡分别接到干电池和手摇模型发电机的输 出端。 2.如图丙所示，把电流计接入到手摇模型发电机的输出端。 试结合上述情境，讨论下列问题： (1)闭合图甲、乙中开关，且转动发电机的手柄，观察小灯泡的发光情 况，小灯泡的发光情况能够说明什么？ ·独家授权侵权必究· 享学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 答案：接在直流电路中的小灯泡亮度不变：转动手摇模型发电机的手 柄，小灯泡的亮度不断变化，这说明了手摇模型发电机产生的电流大 小变化，不同于电池产生的恒定