第3章 第1节 认识交变电流-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修 第二册同步课堂高效讲义配套课件（粤教版）

第一节　认识交变电流 　　　　 第三章　交变电流 核心素养目标 物理观念 直流、交流、中性面、峰值、瞬时值。 科学思维 区别直流和交流，利用正弦式电流的规律和图像分析相关问题。 科学探究 探究线圈转动一周电动势和电流的变化规律。 科学态度 与责任 通过认识交流发电机在社会发展中的作用体会科学技术是第一生产力。 知识点二　用公式描述交变电流 知识点一　观察交变电流的图像　交变电流的产生 随堂演练 课时精练 内 容 索 引 知识点一　观察交变电流的图像　交变电流的产生 索引 如图所示，线圈绕OO′轴沿逆时针方向匀速转动，思考下列问题： (1)线圈转动一周的过程中，线圈中的电流方向如何变化？ 提示： 情境导学 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 (2)线圈转动过程中，当产生的感应电流有最大值和最小值时线圈分别在什么位置？ 提示：线圈转到乙或丁位置时线圈中的感应电流最大。线圈转到甲或丙位置时线圈中感应电流最小且为零。 1．观察交变电流的图像 (1)交变电流：强弱和______随时间做周期性变化的电流，称为交变电流，简称交流(AC)。 (2)波形图：电流或电压随______变化的图像称为交变电流的波形图。 2．交变电流的产生 (1)中性面：线圈平面与磁感线垂直的位置。 (2)线圈每经过________一次，感应电流的方向就改变一次，而线圈每转动一周要经过两次中性面，感应电流的方向改变______。 (3)从能量的角度思考，交流发电机的工作过程是将________转化为______和回路中______的过程，符合能量守恒定律。 基础梳理 方向 时间 中性面 两次 机械能 电能 内能 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．线圈在通过中性面时电流的方向发生改变。( ) 判断正误 × × √ 中性面与垂直于中性面的位置特点的比较 核心归纳 项目 中性面 垂直于中性面的位置 图示 位置 线圈平面与磁场垂直 线圈平面与磁场平行 项目 中性面 垂直于中性面的位置 磁通量 最大 0 磁通量变化率 0 最大 感应电动势 0 最大 感应电流 0 最大 电流方向 改变 不变 交流发电机发电示意图如图所示，线圈转动过程中，下列说法正确的是 A．转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大 B．转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零 C．转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大 D．转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A→B 例1 √ 转到题图甲位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率为零，A错误；转到题图乙位置时，线圈产生的感应电动势最大，B错误；转到题图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，C错误；转到题图丁位置时，根据楞次定律可知AB边感应电流方向为A→B，D正确。 针对练1．以下各个选项所示的电流中，属于交变电流的是 √ 判断电流是交流还是直流，要看其方向是否随时间周期性变化。选项A、D中，尽管电流大小随时间周期性变化，但其方向不变，仍是直流，C为恒定电流，故只有B正确。 针对练2．(多选)如图所示，线圈中产生了正弦式交变电流的是(均匀速 转动) √ 根据正弦式交变电流产生的条件可知，在匀强磁场中，线圈转轴垂直于磁场方向运动时产生正弦式交变电流，B、C、D正确。 √ √ 针对练3．(多选)矩形线圈的面积为S，匝数为N，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀速转动。如图所示，当转到线圈平面与磁场垂直的位置时 A．线圈中的电动势为0 B．线圈中的电动势为NBSω C．穿过线圈的磁通量为0 D．线圈不受安培力作用 √ √ 此时各边都不切割磁感线，所以电动势为0，A正确，B错误；线圈与磁场垂直，磁通量最大，C错误；感应电流为0，不受安培力，D正确。 索引 知识点二　用公式描述交变电流 索引 如图所示，线圈平面从中性面开始转动，经过时间t到达图示位置，线圈匀速转动的角速度为ω，ad边的长度为lad，ab边的长度为lab，试分析回答下列问题。 (1)线圈转过的角度为多少？ 提示：线圈转过的角度为ωt。 (2)ab边的线速度跟磁感线方向的夹角θ为多少？ 提示：ab边的线速度跟磁感线方向的夹角θ＝ωt。 情境导学 (3)ab边转动的线速度大小为多少？ 提示：ab边转动的线速度大小v＝ω 。 (4)写出ab边产生的感应电动势(设线圈面积为S)的表达式？ 提示：ab边产生的感应电动势(设线圈面积为S) eab＝Blabvsin θ＝ sin