2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第3章交变电流3.1交变电流(5)课件

交变电流\n一、交变电流1.恒定电流:和都不随时间改变的电流,简称流.2.交变电流:和都随时间作性变化的电流,简称流.日常生活和生产中所使用的大多是交变电流.3.波形图:或随时间变化的图象.二、交变电流的产生1.交流发电机的基本结构:线圈、、滑环及.强弱方向直强弱方向周期交电流电压磁极电刷\n2.交变电流产生过程分析(如图)abcdabcddcbadcba\n3.中性面(1)定义:线圈平面垂直磁感线的位置.(2)特点:①感应电流为零;②线圈平面每经过一次中性面,感应电流方向就.改变一次\n要点一　电流的分类答案:电流包括恒定电流和交变电流,而按正弦规律变化的交变电流是交变电流的一种.【问题导引】1.电流、恒定电流、交变电流和按正弦规律变化的交变电流,四者之间存在什么样的关系?\n答案:依据电流的方向判断,电流方向不变的为直流,电流方向改变的为交流.2.如何区分直流和交流?\n【要点透析】电流分类直流方向不变恒定电流大小、恒定非恒定电流大小变化交流方向变化正弦交变电流按正弦规律变化非正弦交变电流不按正弦规律变化\n【典例1】如图所示各图线中不是交变电流的是()\n〚思路探究〛(1)直流的大小能否发生变化?答案:能发生变化,如直流中的非恒定电流,其大小就是发生变化的.(2)交流的主要特征是什么?交流同直流的根本区别是什么?答案:方向随时间是否变化是交流同直流的根本区别.答案:A解析:图示中,B、C、D项中电流的方向均发生变化,它们都是交变电流;A项中电流大小虽然变化,但方向不变,故为直流,选项A正确.\n误区警示交变电流和直流的区别方向随时间作周期性变化是交变电流的主要特征,也是交变电流和直流的根本区别.\n〚针对训练1-1〛(多选)下列关于交变电流和直流的说法中,正确的是()A.大小随时间做周期性变化的电流可能是直流B.直流的大小和方向一定不变C.交变电流一定是按正弦规律变化的D.交变电流的最大特征就是电流的方向随时间做周期性变化解析:直流的特征是电流方向不变,交变电流的特征是电流方向改变.另外交变电流不一定都是按正弦规律变化的.答案:AD\n要点二　交变电流的产生答案:线圈经过中性面位置时,磁感线与线圈平面垂直,穿过线圈平面的磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电动势为零,线圈中电流为零.2.在线圈转动一周的过程中,感应电流的方向在什么位置发生改变、改变几次?答案:线圈每经过中性面一次,线圈中的感应电流方向改变一次,因线圈转动一周的过程中,线圈经过中性面两次,所以线圈中的感应电流方向改变两次.【问题导引】1.由发电机、灯泡组成的闭合电路中,当线圈经过中性面时,穿过线圈的磁通量、磁通量的变化率及线圈中的电流如何?\n【要点透析】1.中性面、中性面的垂直位置的特性比较两个位置比较内容中性面中性面的垂直位置位置线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行图示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\n2.交流发电机的原理(1)如图为交流发电机的原理图.\n(2)当线圈在外力作用下转动时,穿过线圈的磁通量发生变化,在不同位置穿过线圈的磁通量的变化率不同.因此线圈中产生大小、方向时刻变化的感应电动势,电路中电流的大小和方向也不断变化.①线圈经过中性面时,穿过线圈的磁通量虽然最大,但磁通量的变化率为零,电路中的电流为零.②线圈经过与中性面垂直的位置时,穿过线圈的磁通量为零,但磁通量的变化率最大,电路中的电流最大.③线圈在由中性面转动一周到再次经过中性面的过程中,电动势(或电路中的电流)经历增大→最大→减小→反向增大→最大→减小的过程.④线圈每经过一次中性面,电流方向改变一次,因此线圈转动一圈的过程中电流方向改变两次.\n【典例2】(多选)如图所示,线圈在磁场中匀速转动产生交变电流,以下相关说法中正确的是()A.线圈在(甲)、(丙)图所示位置时,磁通量变化率最大B.线圈在(乙)、(丁)图所示位置时,产生的电流最大C.线圈平面经过(甲)、(丙)图所示位置时,电流的方向都要改变一次D.线圈每转动一周,电流方向改变一次\n〚思路探究〛(1)上图所示的线圈的四个位置中,哪些是处在中性面位置?答案:(甲)、(丙)图所示位置是处在中性面位置.(2)线圈经过中性面位置时,磁通量、磁通量的变化率以及电流的大小和方向如何?答案:线圈在经过中性面位置时,磁通量最大,磁通量的变化率为零,感应电流为零.\n解析:答案:BC选项诊断结论A(甲)、(丙)图所示位置是中性面位置,磁通量的变化率为零×B(乙)、(丁)图所示位置是垂直中性面位置,磁通量的变化率最大,产生的电流最大√C线圈平面经过中性面位置时,电流的方向都要改变一次√D线圈每转动一周,线圈平面经过中性面两次,电流方向改变两次×\n方法技巧线圈转动中磁通量变化率大小的判断方法线圈在磁场转动时,其中两个边切割磁感线,切割磁感线的速度大小与磁通量的变化率大小一致,据此可确定磁通量变化率的大小.\n〚拓展变式2-1〛上例中,若线圈沿逆时针方向转动,关于电流方向以下判断正确的是()A.当线圈转到图(甲)的位置时,线圈中的电流方向为d→c→b→aB.当线圈转到图(乙)的位置时,线圈中的电流方向为a→b→c→dC.当线圈转到图(丙)的位置时,线圈中的电流方向为d→c→b→aD.当线圈转到图(丁)的位置时,线圈中的电流方向为a→b→c→d解析:线圈在(甲)、(丙)位置时,磁通量的变化率为零,线圈中没有电流;由右手定则可知:在(乙)处电流方向为a→b→c→d,在(丁)处电流方向为d→c→b→a.故选项B正确.答案:B\n1.(多选)下列说法正确的是()A.交流发电机是把其他形式的能转变为电能的装置B.交流发电机是把电能转变成其他形式能的装置C.交流发电机中电枢和磁极不管谁转动,只要转动,就称为转子,只要不动,就称为定子D.交流发电机利用的是电磁感应原理ACD解析:交流发电机是利用线圈在磁场中转动,发生电磁感应现象形成电流,将其他形式的能转化为电能.交流发电机的内部是由转子和定子组成的,转动的为转子,不动的为定子.故选项A、C、D正确,B错误.\n2.一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C解析:当线框平面平行于磁感线时,磁通量最小为零,但磁通量的变化率最大,产生的感应电动势最大,故C正确.\n3.(多选)下列各图中,表示交变电流的是()CD解析:方向随时间作周期性变化是交变电流的重要特征,选项A、B中,电流的大小变化,但方向不变,不是交变电流.A、B错误,C、D项正确.\n4.如图所示为演示交变电流产生的装置图,关于这个实验,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\n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.线圈处于题图位置时,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.只有C正确.