第3章 第2节 交变电流的产生（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案（鲁科版2019）

第2节　交变电流的产生 返回导航 下页 上页 鲁科物理 选择性必修 第二册 学科素养 目标要求 物理观念： 1.知道交变电流的产生和变化规律及表示方法。 2.知道交变电流的瞬时值、峰值的物理意义。 科学思维： 1.从法拉第电磁感应定律和楞次定律分析感应电流的产生过程，会推导电动势和交变电流随时间的变化规律。 2.认识交变电流的图像，并根据图像解决具体问题。 返回导航 下页 上页 鲁科物理 选择性必修 第二册 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课后巩固 素养提升 返回导航 下页 上页 鲁科物理 选择性必修 第二册 一 交流发电机 1．由法拉第电磁感应定律可知，只要通过闭合回路的________发生变化，就可产生感应电动势和感应电流。发电机就是利用这一原理把________转变成________的装置。 磁通量 机械能 电能 返回导航 下页 上页 鲁科物理 选择性必修 第二册 4 2．发电机主要由线圈(电枢)和________两部分组成，________固定不动，让________在________中旋转，使穿过线圈的________发生变化而产生感应电动势，这种发电机被称为旋转电枢式发电机。________固定不动，让________在________中旋转，使穿过线圈的________发生变化而产生感应电动势，这种发电机被称为旋转磁极式发电机。 3．不论哪一种发电机，转动的部分都称为________，固定不动的部分都称为________。 磁极 磁极 电枢 磁极 磁通量 电枢 磁极 电枢 磁通量 转子 定子 返回导航 下页 上页 鲁科物理 选择性必修 第二册 二 正弦式交变电流的产生原理 1．正弦式交变电流的产生条件：将闭合矩形线圈置于________磁场中，并绕________磁场方向的轴________转动。如图所示。 匀强 垂直 匀速 返回导航 下页 上页 鲁科物理 选择性必修 第二册 2．两个特殊位置 (1)中性面：线圈平面与磁感线__________时的位置。(S⊥B位置，如图中的甲、丙) ①线圈处于中性面位置时，穿过线圈的Φ________，但线圈中的电流为______。 ②线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流的方向都要改变，线圈转动一周，感应电流的方向改变______次。 (2)垂直中性面位置(S∥B位置，如图中的乙、丁)，此时穿过线圈的Φ为________，电流________。 垂直 最大 零 两 零 最大 返回导航 下页 上页 鲁科物理 选择性必修 第二册 7 三 正弦式交变电流的变化规律 1．瞬时值表达式：从中性面开始计时，电动势：e＝____________，电压：u＝____________，电流i＝____________。 2．峰值：表达式中的Em、Um、Im分别为电动势、电压和电流的最大值，称为峰值。 3．正弦式交变电流：按________规律变化的交变电流，简称为正弦式电流。 Emsin ωt Umsin ωt Imsin ωt 正弦 返回导航 下页 上页 鲁科物理 选择性必修 第二册 自主评价——————————————— 1．判断下列说法的正误。 (1)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流。(　　) (2)线圈在通过中性面时磁通量最大，电流也最大。(　　) (3)线圈在通过垂直中性面的平面时电流最大，但磁通量为零。(　　) (4)线圈在通过中性面时电流的方向发生改变。(　　) × × √ √ 返回导航 下页 上页 鲁科物理 选择性必修 第二册 2．有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20 cm，线圈总电阻为1 Ω，线圈绕垂直磁场方向的OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T，该线圈产生的感应电动势的峰值为________V，感应电流的峰值为________A，在图示位置时感应电动势为________V，从图示位置转过90°时感应电动势为________V。 6.28 6.28 6.28 0 返回导航 下页 上页 鲁科物理 选择性必修 第二册 返回导航 下页 上页 鲁科物理 选择性必修 第二册 交变电流的产生 1．交变电流的产生过程分析 假定线圈绕OO′轴沿逆时针方向匀速转动，如图甲、乙、丙、丁所示，在四个过程中线圈中的电流方向如下表所示。 返回导航 下页 上页 鲁科物理 选择性必修 第二册 转动过程 电流方向 甲→乙 B→A→D→C 乙→丙 B→A→D→C 丙→丁 A→B→C→D 丁→甲 A→B→C→D 返回导航 下页 上页 鲁科物理 选择性必修 第二册 返回导航 下页 上页 鲁科物理 选择性必修 第二册 [典例1]　(多选)矩形线