(教参)第三章 1 交变电流-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

1　交变电流 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 通过实验，认识交变电流。能用公式和图像描述正弦式交变电流 物理观念：建立并形成交变电流的概念 科学探究：通过实验观察交变电流的方向 1．会分析交变电流的产生过程，会推导交变电流电动势的表达式 2．了解交流发电机的构造及工作原理 3．理解正弦式交变电流的公式和图像 (见学生用书P50) 知识点一　交变电流及其产生 1．交变电流：方向随时间做周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流。 2．常见的交变电流的波形图，如图所示。 　　　　 　　　　　 3．直流：方向不随时间变化的电流叫作直流。 4．交变电流的产生：交流发电机的线圈在磁场中，沿与磁场方向垂直的轴转动时，产生交变电流。 5．用右手定则判断线圈切割磁感线产生的感应电流方向。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)大小和方向都不随时间变化的电流叫作恒定电流。　(　√　) (2)大小和方向随时间做周期性变化的电流一定是交变电流。(　√　) (3)方向随时间做周期性变化的电流一定是交变电流。　(　√　) 2．思考题：大小随时间做周期性变化的电流一定是交变电流吗？ 答案：不一定。 知识点二　交变电流的变化规律 1．中性面 (1)中性面：与磁感线垂直的平面。 (2)线圈转到中性面位置(S⊥B，如图甲和丙所示)时，线圈平面与磁场垂直，穿过线圈的磁通量Φ最大，磁通量的变化率＝0，感应电动势e＝0，线圈中的电流i＝0。 　 　 　 (3)线圈转到垂直中性面位置(S∥B，如图乙和丁所示)时，穿过线圈的磁通量Φ＝0，磁通量的变化率最大，感应电动势e最大，线圈中的电流i最大。 2．从线圈转到中性面位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式为e＝Emsin ωt；从线圈转到与中性面垂直的位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式为e＝Emcos ωt。式中Em叫作电动势的峰值，Em＝NωBS。 3．正弦式交变电流：按正弦规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式电流。 4．正弦式交变电流和电压：从线圈转到中性面位置开始计时，i＝Imsin ωt，u＝Umsin ωt；从线圈转到与中性面垂直的位置开始计时，i＝Imcos ωt，u＝Umcos ωt。其中Im、Um分别是电流和电压的最大值，也叫峰值，Im＝，Um＝。 5．确定正弦式交变电流电动势瞬时值表达式的基本方法 (1)确定从线圈转动到哪个位置开始计时，以此确定瞬时值表达式是按正弦规律变化还是按余弦规律变化。 (2)确定线圈转动的角速度。 (3)确定感应电动势的峰值Em＝NωBS。 (4)写出瞬时值表达式e＝Emsin ωt或e＝Emcos ωt。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)线圈经过中性面位置时，通过线圈的电流为0。(　√　) (2)线圈经过中性面位置时，电流方向不发生改变。(　　) (3)线圈转一圈两次经过中性面。(　√　) 2．思考题：线圈绕垂直磁场的轴转一圈，产生的感应电流方向改变几次？ 答案：两次。 (见学生用书P51) 　　类型一　交变电流的判断 下图所示的几种电流随时间变化的图像所表示的电流，不属于交变电流的是(　C　) 　 　 解析：直流是指电流的方向不随时间变化的电流，其大小可以变化；交变电流是指电流的方向发生变化的电流，但是电流的大小可以不变，故A、B、D项属于交变电流，C项属于直流。本题选不属于交变电流的选项，故选C。 某电路中，电流i随时间t做周期性变化的图像如图所示，下列说法中正确的是(　A　) A．电流大小变化，方向不变，是直流 B．电流大小、方向都变化，是交流 C．电流的周期是0.02 s，最大值是0.2 A D．电流做周期性变化，是交流 解析：由题图可知，电流的方向不变，电流的大小做周期性变化，所以不是交流，而是直流，但不是恒定直流，故A正确，B、D错误；电流的周期是0.01 s，最大值是0.2 A，故C错误。 　　类型二　有关中性面的问题 交流发电机示意图如图所示，线圈的AB边连在金属滑环L上，CD边连在滑环K上，用导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理，下列分析正确的是(　A　) A．当线圈转到中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大 B．当线圈转到中性面位置时，线圈中的感应电动势最大 C．当线圈转到与中性面垂直的位置时，穿过线圈的磁通量的变化率最小 D．当线圈转到与中性面垂直的位置时，线圈中的感应电流最小 解析：当线圈转到中性面位置时，线圈平面与磁感线方向垂直，穿过线圈的磁通量最大，此时穿过线圈的磁通量的变化率为0，线圈中的感应电动势为0，A正确，B错误；当线圈转到