24-25《金牌学案》物理人教版选择性必修第二册教学课件16　第三章　1．交变电流.pptx

;;关键能力·情境探究达成;2．直流：方向不随时间变化的电流称为直流(DC)。大小和____都不随时间变化的电流称为恒定电流。;3．交变电流的产生

(1)产生条件：在匀强磁场中，矩形线圈绕__________方向的轴匀速转动。

(2)过程分析(如图所示)：;假定线圈绕OO′轴沿逆时针方向匀速转动，如图甲至丁所示。请分析判断：;问题1图中，在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？;问题3当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的电流最大？;1．交变电流的产生过程分析;2．两个特殊位置的对比;提醒感应电动势的大小由磁通量变化率决定，而与磁通量的大小没有直接的关系。

3．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。;【典例1】如图甲和图乙是交流发电机的示意图，线圈ABCD在匀强磁场中匀速转动。下列说法正确的是()

A．图甲中穿过线圈的磁通量

最大，电路中的感应电流最大

B．图乙中穿过线圈的磁通量

最大，电路中的感应电流最大

C．图甲中穿过线圈的磁通量变化率为零，电路中的感应电流为零

D．图乙中穿过线圈的磁通量变化率为零，电路中的感应电流为零;C[题图甲中线圈位于中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，产生的感应电动势为零，电路中的感应电流为零，故A错误，C正确；题图乙中线圈位于与中性面垂直的位置，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大，电路中的感应电流最大，故B、D错误。];[跟进训练]

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．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[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，也即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改变。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是垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，即此时穿过线框的磁通量的变化率最大，故C、D选项正确。];1．从两个特殊位置开始计时瞬时值的表达式;项目;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______，叫作峰值，而e、u、i则是这几个量的______。

3．正弦式交变电流的图像;4．交流发电机

电枢转动，磁极____的发电机，叫作旋转电枢式发电机。如果磁极转动，____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。不论哪种发电机，转动的部分都叫____，不动的部分都叫____。;如图所示，线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动，角速度为ω。经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt。设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈面积S＝L1L2，磁感应强度为B，则：;问题1ab边产生的感应电动势为多大？;问题3若线圈有N匝，则整个线圈的感应电动势为多大？;?;?;2．峰值

(1)由e＝NBSωsinωt可知，电动势的峰值Em＝NBSω。

(2)交变电动势的最大值，由线圈匝数N、磁感应强度B、转动角速度ω及线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，但转轴必须垂直于磁场，因此如图所示的几种情况，若N、B、S、ω相同，则电动势的最大值相同。;【典例2】一个正方形线圈的匝数为10，边长为20cm，线圈总电阻为1Ω，线圈绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动，从图示位置开始计时，匀强磁场的磁感应强度为0.5T，则：(π取3.14)

(1)该线圈产生的电动势的峰值、电流的峰值分别是多少？

(2)写出感应电动势随时间变化的表达式。

(3)线圈从图示位置转过60°时，感应电动势

的瞬时值是多大？;[思路点拨];?;规律方法(1)求解交变电流的瞬时值问题的答题步骤：;?;[跟进训练]

2．(多选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电动势为e＝10sin20πt(V)，则下列说法正确的是()

A．t＝0时，线圈平面位于中性面

B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大

C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大

D．t＝0.4s时，e达到峰值10V;AB[t＝0时，感应电动势的瞬时值为e＝10sin20πt(V)＝0，则线圈平面位于中性面，此时穿过线圈的磁通量最大，导线切割磁感线的有效速度最小，A、B正确