第2章 第1节　认识交变电流

1、.第一节认识交变电流学 习 目 标知 识 脉 络1.知道交变电流、恒定电流的概念2知道可以用示波器观察交变电流的波形3知道交流发电机的构造，理解交变电流产生的原理重点、难点4理解中性面的概念重点自 主 预 习·探 新 知知识梳理一、交变电流1恒定电流：大小和方向都不随时间改变的电流，简称直流2交变电流：大小和方向都随时间作周期性变化的电流，简称交流3波形图：电流或电压随时间变化的图象4日常生活和消费中所使用的交变电流是按正弦规律变化的交变电流二、交变电流的产生1交流发电机的根本构造：线圈、磁极、滑环及电刷2过程分析如图2­1­1所示图2­1­1

2、3中性面1定义：线圈平面垂直磁感线时的位置2特点：感应电流为零；线圈平面每经过一次中性面，感应电流方向就改变一次根底自测1考虑判断1交变电流是方向随时间作周期性变化的电流2只有按正弦规律变化的电流才是交变电流×3交流电源没有正、负极之分4只要闭合线圈在磁场中转动就会产生交变电流×5交变电流是矩形线圈绕平行于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动产生的电流×6矩形闭合线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速运动，当线圈与磁感线平行时，磁通量最小，电流最大【提示】2只要电流方向发生改变就是交流电4闭合线圈在磁场中转动磁通量不一定改变，不一定产生交变电流5绕垂直磁场的轴2以下选项所示的各

3、图象中表示交变电流的是【导学号：97752083】ABCDDB、C两图象中，虽然电流大小随时间做周期性变化，但方向从图上看在t轴一侧方向不变，故不是交变电流A图中电流的方向没发生变化，不是交变电流D图中，从图上看电流分布在t轴两那么，电流的大小、方向均做周期性变化，是交变电流应选D3.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO匀速转动，在图2­1­2所示位置图2­1­2A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当线圈平面平行于磁

4、感线时，穿过线圈的磁通量最小，但磁通量的变化率最大应选项C正确合 作 探 究·攻 重 难交变电流1交变电流与直流电的区别交变电流直流电脉动直流恒定电流方向随时间周期性变化不随时间变化不随时间变化大小可以随时间变化也可以不随时间变化，如矩形脉冲可以随时间变化不随时间变化2.常见的几种交变电流的图象不同的交变电流的变化规律不同，常见的有以下几种情况，如图2­1­3所示甲乙丙 丁图2­1­3无论大小是否变化，但都有一个共同的特点，就是电流的方向一定随时间做周期性变化如选项图所示，其中不表示交变电流的是ABCDCA、B、D中电流i的方向随时间发生了周期

5、性变化，是交变电流；C中电流方向不变，是直流电，应选C交变电流理解的两点注意1只要电流的方向发生变化，即为交变电流，假设方向不变，尽管大小变化亦为直流电2在i­t或u­t图中，正负表示方向，假设题中给出了i­t或u­t图象，一定要注意图象的坐标原点是否为0，图中i或u值有无正负变化针对训练1多项选择如下图的图象中属于交变电流的有ABCDABC选项A、B、C中e的方向均发生了变化，故它们属于交变电流，但不是正弦式交变电流；选项D中e的方向未变化，故是直流电交变电流的产生两种特殊位置的比较比较内容中性面中性面的垂直面位置线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行图

6、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一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO匀速转动，线圈平面位于如图2­1­4甲所示的匀强磁场中通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图2­1­4乙所示，以下说法正确的选项是甲乙图2­1­4At1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大Bt1、t3时刻线圈中感应电流方向改变Ct2、t4时刻线圈中磁通量最大Dt2、t4时刻线圈中感应电动势最小思路点拨： ­ t图线斜率表示电动势0的位置线圈处于垂直中性面，最大线圈处于中性面B从题图乙可以看出，t1、t

7、3时刻通过线圈的磁通量最大，线圈经过中性面位置时线圈中感应电流方向改变，A错误，B正确；t2、t4时刻通过线圈的磁通量为零，线圈处于与中性面垂直的位置，此时感应电动势和感应电流均为最大，故C、D均错误线圈在匀强磁场中转动问题的三点注意1矩形线框在匀强磁场中匀速转动，仅是产生交变电流的一种方式，但不是唯一方式2线圈平面与中性面重合时，SB，最大，0，e0，i0，电流方向将发生改变3线圈平面与中性面垂直时，SB，0，最大，e最大，i最大，电流方向不变针对训练2.如图2­1­5所示为演示交流电产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是图2­1­5A线圈每转动一周

8、，电流方向改变一次B图示位置为中性面，线圈中无感应电流C图示位置，ab边的感应电流方向由abD线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零C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，故A项错；线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性面，显然图示位置不是中性面，所以B项错；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定那么知，ab边的感应电流方向由ab，C项对；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，D项

9、错当 堂 达 标·固 双 基1关于线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动产生的交变电流，以下说法中正确的选项是 【导学号：97752084】A线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，感应电动势的方向不变B线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次C线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D线圈转动一周，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次C根据交流电的变化规律可得，假如从中性面开场计时有eEmsin t和iImsin t；假如从垂直于中性面的位置开场计时有eEm cos t和iImcos t，不难看出：线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，感应

10、电动势的方向也改变一次；线圈每转动一周，感应电流和感应电动势的方向都改变两次，故C正确2如下图，属于交流电的是A BCDC方向随时间作周期性变化是交变电流最重要的特征A、B、D三项所示的电流大小随时间作周期性变化，但其方向不变，不是交变电流，它们是直流电C选项中电流的大小和方向都随时间作周期性变化，应选C3.一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴匀速转动，当线圈处于如图2­1­6所示位置时，它的图2­1­6A磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大B磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大C磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电动势最小D磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最小B线圈处于题图所示位置时，它与磁感线平行，磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，选项A、C、D错误，B正确4.线框在匀强磁场中绕OO轴匀速转动由上向下看是逆时针方向