粤教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第3章 交变电流 第1节 认识交变电流.ppt

自我检测1.判断正误,判断结果为错误的小题请说明原因.(1)交流发电机的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.()解析线圈每转一周电流方向改变两次.(2)在交流发电机中,当线圈中的磁通量最大时,产生的电流也最大.()解析当线圈中的磁通量最大时,没有感应电流产生.(3)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时产生的交变电流是正弦式交变电流.()(4)交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关.()解析交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置有关.××√×2.(多选)下列图像属于交变电流的有()ABC解析根据交变电流的定义可知A、B、C正确.3.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,下列说法不正确的是()A.在中性面时,通过线圈的磁通量最大B.在中性面时,感应电动势为零C.穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势也为零D.线圈每通过中性面一次,电流方向改变一次C解析在中性面时,线圈与磁场垂直,磁通量最大,故A正确;在中性面时,没有边切割磁感线,感应电动势为零,线圈每通过中性面一次,电流方向改变一次,故B、D正确;穿过线圈的磁通量为零时,线圈与磁场平行,有两边垂直切割磁感线,感应电动势最大,故C错误;本题选不正确的,故选C.重难探究·能力素养全提升探究点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,如图甲至丁所示,线圈转到什么位置时线圈中没有电流?转到什么位置时线圈中电流最大?提示中性面位置(S⊥B位置,如图中的甲、丙)电流i为0.垂直中性面位置(S∥B位置,如图中的乙、丁)电流i最大.知识点拨中性面、中性面的垂直位置的特性比较比较项中性面中性面的垂直位置图示??位置线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行磁通量最大零磁通量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典例剖析【例题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()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的方向就改变一次D.线框经过中性面时,各边切割磁感线的速度为零CD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方向与磁感线平行,即不切割磁感线,所以感应电动势等于零,此时穿过线框的磁通量的变化率也等于零,感应电动势或感应电流的方向也就在此时刻发生变化.线框垂直于中性面时,穿过线框的磁通量为零,但切割磁感线的两边都垂直切割,有效切割速度最大,所以感应电动势最大,也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大,故C、D选项正确.对点演练1.演示交变电流产生的实验装置如图所示,关于这个实验,下列说法正确的是()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→bD.线圈平面与磁场方向平行时,磁通量变化率为零C解析线圈在磁场中匀速转动时,在电路中产生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.故选C.2.(多选)如图所示,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()?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=B0sinωt规律变化BCD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性变化,产生交变电流,D正确.探究点二交变电流的变化规律导学探究从不同位置开始计时,交变电流的最大值和瞬时值是否相同?提示从不同位置开始计时,交变电流的最大值是相同的,瞬时值不同.知识点拨1.导体切割磁感线问题的分析若线圈平面从中性面开始转动,如图所示,则经过时间t:2.正弦式交变电流的瞬时值表达式3.最大值说明:最大值由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度ω和线圈面积S