2018~2019版高中物理第五章交变电流5.1交变电流学案新人教版选修.doc

1 交变电流
[学习目标] (或电压)的波形图,,,知道交变电流的瞬时值、峰值的物理含义.
一、交变电流
:大小和方向随时间做周期性变化的电流叫交变电流,简称交流.
:方向不随时间变化的电流称为直流.
: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.
二、交变电流的产生
闭合线圈置于匀强磁场中,并绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.
三、交变电流的变化规律
线圈从垂直磁场方向计时产生电动势的瞬时值表达式:e=Emsin ωt,Em叫做电动势的峰值.
[即学即用]
.
(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.( √)
,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1所示, T,该线圈产生的感应电动势的峰值为__________,感应电流的峰值为________,若从中性面位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为________.
图1
答案 V A e= 10πt (V)
解析电动势的峰值为Em=nBSω=10×××10π V= V
电流的峰值为Im== A
感应电动势的瞬时值表达式为
e=Emsin ωt= 10πt (V).
一、交变电流的产生
[导学探究] 假定线圈绕OO′轴沿逆时针方向匀速转动,:
图2
(1)线圈转动一周的过程中,线圈中的电流方向的变化情况.
(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?
答案(1)
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),为零,此时线圈所处的平面称为中性面.
[知识深化] 两个特殊位置
(S⊥B位置,如图2中的甲、丙)
线圈平面与磁场垂直的位置,此时Φ最大,为0,e为0,i为0.
线圈经过中性面时,电流方向发生改变,线圈转一圈电流方向改变两次.
(S∥B位置,如图2中的乙、丁)
此时Φ为0,最大,e最大,i最大.
例1 (多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产生了交变电流,下列说法正确的是( )
,线框中感应电动势最大
,线框中的感应电动势也为零
,感应电动势或感应电流的方向就改变一次
,各边切割磁感线的速度为零
答案 CD
解析线框位于中性面时,线框平面与磁感线垂直