【课堂新坐标】2015-2016学年高中物理 第五章 交变电流 1 交变电流课件 新人教版选修3-2.ppt

交变电流 1．交变电流：______和______都随时间做周期性变化的电流． 2．直流：______不随时间变化的电流． 3．交变电流的产生 (1)产生方法 闭合线圈在______磁场中绕____________的轴匀速转动． (2)过程分析，如图5-1-1所示． (3)中性面：线圈平面与磁场_____的位置． 线圈在中性面时，磁通量、感应电动势、感应电流具有怎样的特点？ 【提示】　线圈平面与磁场垂直的位置，即为中性面位置，在此位置磁通量最大，线圈的感应电动势和感应电流为零． 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．交流电源没有正负极之分．( ) 1．瞬时值表达式：电动势：e＝__________，电压：u＝___________，电流i＝__________． 2．峰值：表达式中的Em、Um、Im分别为电动势、电压和电流可能达到的最大值，叫做峰值． 3．正弦式电流：按______规律变化的交变电流． 交变电流的大小是否一定变化？ 【提示】　交变电流的大小不一定变化，如方形波电流，交变电流与直流电的最大区别是方向发生周期性的变化． 1．交流电是指按正弦规律变化的电流．( ) 2．线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时产生的交流电是正弦式交变电流．( ) 3．交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关．( ) 预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中 学生分组探究一　交变电流的产生过程 第1步探究——分层设问，破解疑难 1．正弦式交变电流有什么特点？试探究产生正弦式交变电流的条件？ 【提示】　正弦式交变电流的大小随时间做正弦规律变化，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中就产生正弦式交变电流． 2．试探究分析线圈位于中性面位置时，穿过线圈的磁通量、磁通量的变化率、感应电动势、感应电流各有什么特点？ 【提示】　线圈位于中性面处时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势、感应电流均为零． 3．试探究分析线圈位于垂直于中性面位置时，穿过线圈的磁通量、磁通量的变化率、感应电动势、感应电流各有什么特点？ 【提示】　当线圈由中性面位置转过90°时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势、感应电流最大． 第2步结论——自我总结，素能培养 中性面、中性面的垂直位置的特性比较 第3步例证——典例印证，思维深化 　 图5-1-2 (2014·保定高二检测)如图5-1-2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， 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先减小后增大 【答案】　B 中性面是分析交变电流产生过程中各物理量变化情况的关键位置，线圈处于中性面时磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电动势最小；线圈处于垂直于中性面位置时磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大． 第4步巧练——精选习题，落实强化 1．(2014·兰州一中高二检测)如图5-1-3所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是(　　) 图5-1-3 A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次 B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C．图示位置ab边的感应电流方向为a→b D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零 【解析】　线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次．线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为a→b；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈处于竖直位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大． 【答案】　C 2．(多选)如图5-1-4所示，一面积为S的单匝矩形线圈处于有界磁场中，能在线圈中产生交变电流的是(　　) 5-1-4 A．将线圈水平向右匀速拉出磁场 B．使线圈以OO′为轴匀速转动 C．使线圈以ab为轴匀速转动 D．磁场以B＝B0sin ωt规律变化 【解析】　将线圈向右匀速拉出磁场的过程中磁通量匀速减小，因此产生的感应电流大小不变，A错误．线圈绕垂直于磁感线方向的轴转动时磁通量发生周期性变化，因此产生交变电流，B、C正确．如果磁感应强度发生周期性变化，而线圈面积不变，则磁通量也发生周期