交变电流是怎样产生的.

栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流第2节交变电流是怎样产生的栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流新知初探自学导引一、交流发电机1.原理：由法拉第______________可知，只要通过闭合导体的_________发生变化，就可以产生感应电动势和__________．2.构造：发电机主要由_____(电枢)和____两部分组成．电磁感应定律磁通量感应电流线圈磁极栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流3.种类旋转电枢式发电机定子：_____转子：_____产生电压不超过500V旋转磁极式发电机定子：_____转子：_____能产生几千伏到几万伏电压磁极电枢电枢磁极栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流想一想1．由交流发电机发出来的电流有什么特点？提示：电流的大小、方向都随时间做周期性变化．栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流1.交变电流的产生原理(1)产生过程：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感应强度方向的轴连续匀速转动，感应电动势(感应电流)大小和方向随时间做周期性的变化．栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流如图(a)，无感应电流．如图(b)，电流从d流入．如图(c)，无感应电流．如图(d)，电流从a流入．(2)中性面：如图(a)、(c)所示，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，感应电动势(感应电流)为零．栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流二、交变电流的产生原理和变化规律1.产生机理(1)条件：在匀强磁场中，矩形线圈绕_____________的轴匀速转动．(2)特点：①中性面：线圈平面与磁感线____,线圈经过中性面时，感应电动势、感应电流_______．垂直磁场方向垂直为零栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流②与中性面垂直时：线圈的感应电动势、感应电流_______．③方向变化：线圈每经过中性面一次，感应电流的方向就__________；线圈每转动一周,经过中性面_____,感应电流的方向改变____.最大改变一次两次两次栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流想一想2．如图，在匀强磁场中，边长为l的线圈与磁感线垂直，当它以ad边为轴以角速度ω转动时产生的感应电动势最大值是多少？从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式是怎样的？栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流提示：bc边切割磁感线，当线圈与磁感线平行时，感应电动势最大，有Em＝Blv，而v＝ωl，则Em＝Bl2ω.从图示位置计时的瞬时值表达式为e＝Bl2ωsinωt.栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流2.交变电流的变化规律(1)瞬时值表达式矩形线圈abcd为N匝线圈，其边长分别为ad＝l1，ab＝l2，面积S＝l1·l2，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴OO′以角速度ω匀速转动时，从线圈平面与磁场方向垂直的位置开始计时，经时间t，转动的角度θ＝ωt.栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流作出其俯视图如图所示，在t时刻，bc边、ad边分别切割磁感线，其切割速度v＝12l2ω，产生的感应电动势为e，则e＝2NBl1v·sinθ＝2NBl1·12l2ω·sinωt＝NBSωsinωt①栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流设线圈的总电阻R，则感应电流i＝eR＝NBSωRsinωt②①感应电动势：e＝NBSωsinωt＝Emsinωt②感应电流：i＝Imsinωt③导体两端电压：U＝Umsinωt栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流2.变化规律(1)函数表示：e＝____________(条件：从中性面开始计时)(其中：Em＝2nBlv＝_______)i＝_________其中：Im＝EmR＋ru＝_________(其中：Um＝ImR)(2)图象描述如图所示．EmsinωtnBωSImsinωtUmsinωt栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流其中Em＝NBSω，Im＝Em/R，表示最大值，B表示磁感应强度，N表示线圈匝数，S表示线圈面积，ω表示角速度，R表示电路的总电阻.以上各式表示形式仅限于自中性面开始计时的情况，当从垂直于中性面开始计时时，表达式应为e＝Emcosωt，i＝Imcosωt，u＝Umcosωt.栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流(2)交变电流的图象①图象意义：反映了交变电流的电流(电压)随时间变化的规律．②通过图象可了解到信息：最大值、周期、频率．栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流特别提醒：只有当线圈转到中性面位置时，交变电流的方向才发生改变，一个周期内线圈两次经过中性面，所以一个周期内电流方向改变两次．栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流变式训练1.一个矩形线圈abcd，已知ab为L1，ad为L2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω(从图中位置开始)匀速转动，则线圈中感应电动势的大小为()A.12BL1L2ωsinωtB.12BL1L2ωcosωtC．BL1L2ωsinωtD．BL1L2ωcosωt栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流解析：选C.如图所示ab边切割磁感线产生的电动势为BL1ωL22sinωt，栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流cd边切割磁感线产生的电动势为BL1ωL22sinωt，ab边感应电动势方向由a到b，cd边感应电动势方向由c到d所以总的电动势为BL1ωL22sinωt＋BL1ωL22sinωt＝BL1L2ωsinωt，C对．栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流要点二交变电流的四值比较学案导引1.交变电流的四值指的是哪些值？2.交变电流的“四值”有哪些区别？栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e＝Emsinωti＝Imsinωt计算线圈某时刻的受力情况最大值最大的瞬时值Em＝nBSωEm＝nΦmωIm＝EmR＋r电容器的击穿电压栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流物理量物理含义重要关系适用情况及说明有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值对正(余)弦交流电Em＝2EUm＝2UIm＝2I1.计算与电流的热效应有关的量(如功、功率、热量)等2.电气设备“铭牌”上所标值3.保险丝的熔断电流4.交流电流表、电压表的示数栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流物理量物理含义重要关系适用情况及说明平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值E＝BLvE＝nΔΦΔtI＝ER＋r计算通过电路截面的电量栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流特别提醒：产生正弦交流电的条件：匀强磁场、转轴与磁场垂直、线圈匀速转动．与转轴位置和线圈形状无关．因此，如图所示，只要线圈的匝数n、磁感应强度B、转动角速度ω和线圈面积S一定，产生的感应电动势的最大值Em也就确定了(Em＝nBSω)．栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流(2012·南安六中高二质检)如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝1πT，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求：例2栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；(2)线圈转过1/30s时电动势的瞬时值多大？(3)线圈从中性面转过180°过程中，磁通量变化量是多少？流过电阻R上的电量是多少？(4)电路中电压表和电流表的示数各是多大？栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流【思路点拨】解答本题时应注意以下三点：(1)计算瞬时值时直接把t＝130s代入表达式即可．(2)计算流过R的电荷量要用交变电流的平均值．(3)交流电压表、交流电流表测量的是交变电流的有效值．栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流【精讲精析】(1)线圈转动的角速度ω＝2nπ60＝2×300π60rad/s＝10πrad/s感应电动势最大值Em＝NBSω＝100×1π×0.05×10πV＝50V瞬时值表达式e＝Emsinωt＝50sin10πtV.栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流(2)当t＝130s时，e＝50sin10π×130＝50×32V＝43.30V.(3)磁通量的变化量ΔΦ＝|Φ2－Φ1|＝2BS＝2×1π×0.05Wb＝3.18×10－2Wb平均感应电动势E＝NΔΦΔt栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流平均感应电流I＝ER＋r流过R的电荷量q＝I·Δt＝NΔΦR＋r＝100×3.18×10－29＋1C＝0.32C.栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流【答案】(1)e＝50sin10πtV(2)43.30V(3)3.18×10－2Wb0.32C(4)31.86V3.54A(4)感应电动势的有效值E＝Em2＝502＝252V所以电流表读数I＝ER＋r＝25210A＝3.54A电压表读数U＝IR＝3.54×9V＝31.86V.栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流变式训练2.一个面积为S的单匝矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速运动，磁场方向与轴垂直．线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示．则磁感应强度B＝________．在t＝T12时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于________．栏目导引新知初探自学导引要点探究讲练互动知能演练轻松闯关热点示例创新拓展名师讲坛精品资源第3章交变电流解析：线圈在匀强磁场中匀速转动产生余弦交变电流，Em＝BSω＝BS2πT，故B＝EmT2πS，在t＝T12时刻线圈转过角度θ＝ωt＝2πT·T1