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课件网) 1 交变电流 课前·基础认知 课堂·重难突破 素养·目标定位 随 堂 训 练 素养·目标定位 目 标 素 养 1.知道交变电流的定义,认识其与恒定电流的区别。 2.了解中性面的概念。 3.掌握交变电流的变化规律。 4.能运用正弦式交变电流的瞬时表达式和图像解决相关问题。 知 识 概 览 课前·基础认知 一、交变电流 1.交变电流:电流、电压都随时间做周期性变化的电流,简称交流。 2.直流:方向不随时间变化的电流。大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 微思考1给你一块磁体,你怎样判断白炽灯发光时用的是直流还是交变电流 提示:把磁体的磁极靠近白炽灯,如果用的是直流,灯丝不会抖动;如果灯丝中通有交变电流,则灯丝受到变化的安培力,灯丝会抖动。 二、交变电流的产生 1.交流发电机中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场。 2.当线圈在磁场中转动时,垂直于磁感线方向的导线的速度不断变化,所以感应电动势也在变化,感应电流同时发生变化。 微思考2在日常生活中,手电筒和日光灯是家庭中必备的照明工具,但给两用电器提供电能的电源是不同的,它们产生的电流相同吗 提示:不相同。电源有交流和直流之分。电池是直流电源,它提供的是直流;家庭照明电路给日光灯提供的是交变电流,其典型特征是电流方向发生变化。 三、交变电流的变化规律 1.正弦式交变电流:按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流,简称正弦式电流。 2.当线圈平面位于中性面时,线圈中的磁通量最大,线圈的感应电动势为零,线圈中的电流为零。 3.从中性面开始计时,电动势、电压和电流的瞬时值表达式:e= Emsin ωt ,u=Umsin ωt,i=Imsin ωt。Em、Um、Im为电动势、电压、电流的最大值,也叫峰值;e、u、i为电动势、电压、电流的瞬时值。 微判断(1)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。( ) (2)当线圈中的磁通量最大时,产生的电流也最大。( ) (3)交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关。( ) (4)表达式为e=Emsin(ωt+ )的交变电流也是正弦式交变电流。 ( ) × × × √ 四、交流发电机 1.电枢转动,磁极不动的发电机,叫作旋转电枢式发电机。 2.磁极转动,电枢不动,线圈中同样会产生感应电动势,这种发电机叫作旋转磁极式发电机。 3.不论哪种发电机,转动的部分都叫转子,不动的部分都叫定子。 微思考3交流发电机输出的电流都可以表示为i=Imsin ωt吗 提示:不一定。如果线圈从中性面的垂面开始计时,则输出的电流表示为i=Imcos ωt。 课堂·重难突破 一 交变电流的产生 重难归纳 1.正弦式交变电流的产生条件。 (1)匀强磁场。 (2)线圈匀速转动。 (3)线圈的转轴垂直于磁场方向。 2.两个特殊位置的特点。 比较项 中性面 与中性面垂直的位置 图示 位置 线圈平面与磁场方向垂直 线圈平面与磁场方向平行 磁通量 最大 零 磁通量的变化率 零 最大 感应电动势 零 最大 感应电流 零 最大 电流方向 改变 不变 3.交变电流的产生过程分析。 如图所示,形状或转轴位置不同,但面积均为S的单匝线圈处在同一个磁感应强度为B的匀强磁场中,以相同的角速度ω匀速转动,从图示的位置开始计时,则感应电动势最大值、瞬时值相同吗 提示:感应电动势最大值、瞬时值都相同。 典例剖析 【例1】(多选)如图所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO'以恒定的角速度ω转动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,则在0~ 这段时间内( ) A.线圈中的感应电流一直在减小 B.线圈中的感应电流先增大后减小 C.穿过线圈的磁通量一直在减小 D.穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小 答案:AD 解析:计时开始时线圈平面与磁场平行,感应电流最大,在0~ 时间内线圈转过四分之一个圆周,感应电流从最大减小为零,磁通 ... ...
