粤教版高中物理选修3-2第二章交变电流第一节认识交变电流预习导学案

第一节 认识交变电流 【思维激活】 1.用打点计时器做《测量匀变速运动的加速度》的实验，在实验的过程中由于某种原因，所使用的交变电流的频率稍有增大，而实验人不知这一变化，那么，它所测量的加速度比实际的是偏大还是偏小？ 提示：该实验是用相等时间内相邻位移之差等于常数来测量的，公式为，其中T是交变电流的周期，，所以，，有关的测量是在频率改变的情况下进行的，代入数据还是按50Hz来计算，因此计算的结果比实际偏小。 闭合线圈在磁场中转动时，在什么位置电流最大，在什么位置电流方向发生改变？ 【自主整理】 1.交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，（俗称交流）随时间按正弦规律变化的交变电流，叫做正弦式电流，正弦式电流的图像可以是正弦图象，也可以是余弦图象。 2.交变电流的产生： （1）产生机理 如图2-1-1所示，将一个平面线圈置于匀强磁场中，线圈与外电路相连，组成闭合回路，使线圈绕垂直磁感线的轴OO′做匀速转动时线圈中就会产生交变电动势和交变电流。 图2-1-1 （2）中性面 平面线圈在匀强磁场中旋转，当线圈平面垂直于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个位置叫做中性面，线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大磁通量的交化率为零，感应电动势为零线圈经过中性面时，内部的感应电流方向要改变一次。 【高手笔记】 交变电流的产生，来自于线圈在匀强磁场中的转动，而它的变化规律，就由线圈切割磁感线的规律所决定，交变电流的生产原理为电磁感应现象，分析交变电流产生的过程时注意应用感应电流产生的条件，感应电流方向判定等“电磁感应”相关知识，分析交变电流变化规律时注意应用图像的方法对感应电动势的变化，感应电流的变化，磁通量的变化进行对比分析，以降低难度，化难为易。 【名师解惑】 1.正弦交变电流的瞬时值表达式是怎样导出的？ 剖析：设线圈从中性面起经时间t转过角度θ，则θ=ωt，此时两边ab、cd速度方向与磁感线方向的夹角分别为ωt和180°-ωt，如图2-1-2所示，它们产生的感应电动势同向相加，整个线圈中的感应电动势为： 图2-1-2 e=BLabυsinωt+BLcd =υsin（180°-ωt） =2BLabυsinωt 因为代入上式中得 e=BSωsinωt+Emsinωt 对纯电阻电路，设闭合电路总电阻为R，由欧姆定律得闭合回路的电流瞬时值。