高中物理人教版选修3-2练习课件：5.1交变电流讲述.ppt

人教版 · 选修3-2 第五章　交变电流 第1节　交变电流 课前预习作业 1．交变电流：_____和_____都随时间做________变化的电流。 2．直流电流：_____不随时间变化的电流。 对直流电流和交变电流的区分主要是看电流_____是否变化。 3．正弦式交变电流的产生：将闭合矩形线圈置于__________中，并绕______________方向的轴做_____转动。 大小 方向 周期性 方向 方向 匀强磁场 垂直于磁感线 匀速 4．中性面——线圈平面与磁感线_____时的位置。 线圈处于中性面位置时，穿过线圈的Φ_____，但线圈中的感应电流为零。 线圈每次经过中性面时，线圈中_______________都要改变。线圈转动一周，_______________改变两次。 5．正弦式交变电流瞬时值表达式： (1)当从中性面开始计时：e＝__________。 (2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e＝__________。 6．图象：正弦式交变电流的图象是_____或_____函数。 垂直 最大 感应电流方向 感应电流方向 Emsinωt Emcosωt 正弦 余弦 课堂对点训练 1.(多选)关于交变电流和直流电的说法中，正确的是(　　) A．如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流 B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变 C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的 D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化 解析　直流电的特征是电流方向不变，交流电的特征是电流方向周期性改变。另外交变电流不一定都是正弦式电流或余弦式电流。 知识点一 交变电流的产生 2．(多选)在下图中哪些情况线圈中产生了交变电流(　　) 解析　只要线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动，即可产生正弦式交变电流，故A错误，B、C、D正确。 3．(多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是(　　) A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次 D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线 解析　线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行，即不切割磁感线，所以电动势等于零，此时穿过线框的磁通量的变化率等于零，感应电动势或感应电流的方向在此时刻变化。垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，切割磁感线的两边的速度与磁感线垂直，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，此时穿过线框的磁通量的变化率最大。故C、D正确。 4．[2015·厦门高二检测]一线圈在匀强磁场中匀速转动，在如图所示的位置时(　　) A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小 B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大 C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大 D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小 5．如图所示，有一矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为(　　) A．0.5Bl1l2ωsinωt B．0.5Bl1l2ωcosωt C．Bl1l2ωsinωt D．Bl1l2ωcosωt 知识点二 交变电流的变化规律 6．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动，当线圈通过中性面时(　　) A．线圈平面与磁感线方向平行 B．通过线圈的磁通量达到最大值 C．通过线圈的磁通量变化率达到最大值 D．线圈中的感应电动势达到最大值 解析　中性面是通过磁通量最大的位置，也是磁通量变化率为零的位置，即在该位置通过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势为零，无感应电流。B正确。 8.如图所示，矩形线圈边长为ab＝20 cm，bc＝10 cm，匝数N＝100匝，磁场的磁感应强度B＝0.01 T。当线圈以n＝50 r/s的转速从图示位置开始逆时针匀速转动时，求： (1)线圈中交变电动势瞬时值表达式； (2)从线圈开始转动起，经0.01 s时感应电动势的瞬时值。 9．有一10匝正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1 Ω，线框绕OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T。 (1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？ (2)线框从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？ (3)写出感应电动势随时间变化的表达式。 10．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图所示，则下列说法中正确的是(　　) A．t＝0时刻