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學案(存儲版)
【正文】 變電流 1． 交變電流 ： 大小 和 方向 都隨時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 1． 構(gòu)造 ： 發(fā)電機主要由可轉(zhuǎn)動的 線圈 (電樞 )和 磁體 兩部分組成 ． 2． 原理 ： 線圈在磁場中不同位置時 切割 磁感線的速度不同 ， 因而產(chǎn)生了大小和方向隨時間不斷變化的交變電流 ． 三、旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機和旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機 ??????????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??????????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)電機是把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臋C器 ． 一、交變電流 [問題設(shè)計 ] 兩個發(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，可以觀察到的現(xiàn)象是什么？ (2)把電路接在手搖式發(fā)電機兩端時，又會觀察到怎樣的現(xiàn)象？ 答案 (1)當接在干電池兩端時 ， 只有一個發(fā)光二極管會亮 ． (2)當接在手搖式發(fā)電機兩端時 ， 兩個發(fā)光二極管間或的閃亮 ， 原因是發(fā)電機產(chǎn)生與直流不同的電流 ， 兩個發(fā)光二極管一會兒接通這一個 ， 一會兒再接通另外一個 ， 電流方向不停地改變 ． [要點提煉 ] 1． 交變電流 大小和方向都隨時間做 周期性 變化的電流 ， 叫做交變電流 ， 簡稱 交流 ． 2． 直流 方向 不隨時間變化的電流 ， 叫直 流 ． 對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 (1)恒定電流的圖像是一條與時間軸 平行的直線 ． (2)交變電流的圖像有時在時間軸的上方 ， 有時在時間軸的下方 ， 方向隨時間做 周期性變化 ． 二、交變電流的產(chǎn)生 [問題設(shè)計 ] 圖 2 假定線圈沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，如圖 2 甲至丁所示 ． 請分析判斷： (1)圖中，在線圈由甲轉(zhuǎn)到乙的過程中， AB 邊中電流向哪個方向流動？ (2)在線圈由丙轉(zhuǎn)到丁 的過程中， AB 邊中電流向哪個方向流動？ (3)當線圈轉(zhuǎn)到什么位置時線圈中沒有電流，轉(zhuǎn)到什么位置時線圈中的電流最大？ (4)大致畫出通過電流表的電流隨時間變化的曲線，從 E經(jīng)過負載流向 F 的電流記為正，反之為負 ． 在橫坐標上標出線圈到達甲、乙、丙、丁幾個位置時對應(yīng)的時刻 ． 答案 (1)由 B 到 A (2)由 A 到 B (3)線圈轉(zhuǎn)到甲或丙位置時線圈中沒有電流 ， 稱為中性面 ． 線圈轉(zhuǎn)到乙或丁位置時線圈中的電流最大 ． (4) [要點提煉 ] 1． 正弦式交變電流的產(chǎn)生 ： 將閉合矩形 線圈置于 勻強 磁場中 ， 并繞 垂直磁場 方向的軸勻速 轉(zhuǎn)動 ． 2． 中性面 —— 線圈平面與磁感線 垂直 時的位置 ． (1)線圈處于中性面位置時 ， 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 ， 線圈中感應(yīng)電流方向都要改變 ． 線圈轉(zhuǎn)動一周 ， 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 ] 如圖 3 所示是圖 2 中線圈 ABCD 在磁場中繞軸 OO′ 轉(zhuǎn)動時的截面圖 ． 設(shè) AB 邊長為 L1，BC 邊長為 L2，線圈面積 S＝ L1L2，磁感應(yīng)強度為 B，線圈轉(zhuǎn)動的角速度為 ω，則： 圖 3 (1)甲、乙、丙位置 AB 邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢各為多大？ (2)甲、乙、丙位置整個線圈中的感應(yīng)電動勢各為多大？ (3)若線圈有 n 匝，則甲、乙、丙中整個線圈的感應(yīng)電動勢各為多大？ 答案 (1)甲 ： eAB＝ 0 乙 ： eAB＝ BL1vsin ωt＝ BL12πnsin (2πnt)＝ 50sin (10πt)V (2)當 t＝ 130 s 時， e＝ 50sin (10π 130)V≈ V 題組一 交變電流的產(chǎn)生 1． 一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動 ， 當線圈通過中性面時( ) A． 線圈平面與磁感線方向平行 B． 通過線圈的磁通量達到最大值 C． 通過線圈的磁通量變化
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