20xx滬科版高中物理選修3-2第2章第1節(jié)怎樣產(chǎn)生交變電流word學(xué)案(已修改)
2024-12-14 08:50 本頁面
【正文】 學(xué)案 1 怎樣產(chǎn)生交變電流 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 ] (或電壓 )的波形圖 ， 理解交變電流和直流的概念 .變電流的產(chǎn)生過程 ， 會(huì)分析電動(dòng)勢(shì)和電流方向的變化規(guī)律 .方法 ， 知道交變電流的瞬時(shí)值 、 最大值的物理含義 ． 1． 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小 基本式 ： E＝ nΔΦΔt (法拉第電磁感應(yīng)定律 ) 導(dǎo)出 式 ： E＝ BLv(導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ) 2． 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向 基本規(guī)律 ： 楞次 定律 導(dǎo)出規(guī)律 ： 右手 定則 一、什么是交變電流 1． 交變電流 ： 大小 和 方向 都隨時(shí)間做周期性變化的電流 ． 2． 正弦式交變電流 ： 按 正弦函數(shù)規(guī)律 變化的交變電流 ． 二、交流發(fā)電機(jī) 1． 構(gòu)造 ： 發(fā)電機(jī)主要由可轉(zhuǎn)動(dòng)的 線圈 (電樞 )和 磁體 兩部分組成 ． 2． 原理 ： 線圈在磁場(chǎng)中不同位置時(shí) 切割 磁感線的速度不同 ， 因而產(chǎn)生了大小和方向隨時(shí)間不斷變化的交變電流 ． 三、旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī) ??????????定子 ： 磁體轉(zhuǎn)子 ： 線圈 產(chǎn)生電壓一般不超過 500 V 2. 旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)??????????定子 ： 線圈轉(zhuǎn)子 ： 磁體 能產(chǎn)生幾千伏到幾萬伏電壓 四、交變電流的電能從哪里來 從能量轉(zhuǎn)化的角度看 ， 發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臋C(jī)器 ． 一、交變電流 [問題設(shè)計(jì) ] 兩個(gè)發(fā)光二極管接成如圖 1 所示電路 圖 1 (1)把電路接在干電池的兩端時(shí)，可以觀察到的現(xiàn)象是什么？ (2)把電路接在手搖式發(fā)電機(jī)兩端時(shí)，又會(huì)觀察到怎樣的現(xiàn)象？ 答案 (1)當(dāng)接在干電池兩端時(shí) ， 只有一個(gè)發(fā)光二極管會(huì)亮 ． (2)當(dāng)接在手搖式發(fā)電機(jī)兩端時(shí) ， 兩個(gè)發(fā)光二極管間或的閃亮 ， 原因是發(fā)電機(jī)產(chǎn)生與直流不同的電流 ， 兩個(gè)發(fā)光二極管一會(huì)兒接通這一個(gè) ， 一會(huì)兒再接通另外一個(gè) ， 電流方向不停地改變 ． [要點(diǎn)提煉 ] 1． 交變電流 大小和方向都隨時(shí)間做 周期性 變化的電流 ， 叫做交變電流 ， 簡稱 交流 ． 2． 直流 方向 不隨時(shí)間變化的電流 ， 叫直 流 ． 對(duì)直流電流和交變電流的區(qū)分主要是看電流 方向 是否變化 ． 3． 圖像特點(diǎn) (1)恒定電流的圖像是一條與時(shí)間軸 平行的直線 ． (2)交變電流的圖像有時(shí)在時(shí)間軸的上方 ， 有時(shí)在時(shí)間軸的下方 ， 方向隨時(shí)間做 周期性變化 ． 二、交變電流的產(chǎn)生 [問題設(shè)計(jì) ] 圖 2 假定線圈沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖 2 甲至丁所示 ． 請(qǐng)分析判斷： (1)圖中，在線圈由甲轉(zhuǎn)到乙的過程中， AB 邊中電流向哪個(gè)方向流動(dòng)？ (2)在線圈由丙轉(zhuǎn)到丁 的過程中， AB 邊中電流向哪個(gè)方向流動(dòng)？ (3)當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)線圈中沒有電流，轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)線圈中的電流最大？ (4)大致畫出通過電流表的電流隨時(shí)間變化的曲線，從 E經(jīng)過負(fù)載流向 F 的電流記為正，反之為負(fù) ． 在橫坐標(biāo)上標(biāo)出線圈到達(dá)甲、乙、丙、丁幾個(gè)位置時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻 ． 答案 (1)由 B 到 A (2)由 A 到 B (3)線圈轉(zhuǎn)到甲或丙位置時(shí)線圈中沒有電流 ， 稱為中性面 ． 線圈轉(zhuǎn)到乙或丁位置時(shí)線圈中的電流最大 ． (4) [要點(diǎn)提煉 ] 1． 正弦式交變電流的產(chǎn)生 ： 將閉合矩形 線圈置于 勻強(qiáng) 磁場(chǎng)中 ， 并繞 垂直磁場(chǎng) 方向的軸勻速 轉(zhuǎn)動(dòng) ． 2． 中性面 —— 線圈平面與磁感線 垂直 時(shí)的位置 ． (1)線圈處于中性面位置時(shí) ， 穿過線圈的 Φ 最大 ， 但線圈中的電流為 零 (填 “ 最大 ” 或“ 零 ” )． (2)線圈每次經(jīng)過中性面時(shí) ， 線圈中感應(yīng)電流方向都要改變 ． 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周 ， 感應(yīng)電流方向改變 兩 次 ． 三、交變電流的變化規(guī)律 [問題設(shè)計(jì) ] 如圖 3 所示是圖 2 中線圈 ABCD 在磁場(chǎng)中繞軸 OO′ 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的截面圖 ． 設(shè) AB 邊長為 L1，BC 邊長為 L2，線圈面積 S＝ L1L2，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 ω，則： 圖 3 (1)甲、乙、丙位置 AB 邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)各為多大？ (2)甲、乙、丙位置整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)各為多大？ (3)若線圈有 n 匝，則甲、乙、丙中整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)各為多大？
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