物理第三章 交变电流第一节 认识交变电流评课ppt课件

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必备知识·自主预习储备
[知识梳理]知识点一　交变电流1．恒定电流：____和____都不随时间改变的电流，简称__流(DC)。2．交变电流：____和____都随时间做____性变化的电流，简称__流(AC)。3．波形图：____或____随时间变化的图像。4．日常生活和生产中所使用的交变电流是按____规律变化的交变电流。
知识点二　交变电流的产生1．交流发电机的基本结构：____、磁极、滑环及____。2．过程分析3．中性面(1)定义：线圈平面与磁感线____时的位置。(2)特点：①穿过线圈的Φ____，但线圈中的感应电流为__；②线圈平面每经过一次中性面，感应电流方向就________。
知识点三　交变电流的变化规律1．正弦式交变电流定义：按____规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称正弦式交流电。2．瞬时值表达式从中性面开始计时，瞬时电动势：e＝_________瞬时电压：u＝_________瞬时电流：i＝_________注：表达式中Em、Um、Im分别是电动势、电压、电流的____，而e、u、i则是这几个量的______。
3．几种不同类型的交变电流
[基础自测]1．思考判断(正确的画“√”，错误的画“×”)(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。(　)
2．(多选)如图所示图像中属于交变电流的有(　　)A　　　B　　　　C　　　　DABC　[交变电流是大小、方向都随时间做周期性变化的电流，所以A、B、C正确；D仅是电流的大小发生变化而方向不变，故不属于交变电流。]
3．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是(　　)A．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次B．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变C．线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都要改变一次D．线圈转动一周，感应电流和感应电动势方向都要改变一次C　[当线圈在匀强磁场中转动产生交变电流时，线圈平面每经过中性面一次，感应电流与感应电动势方向均改变一次，转动一周，感应电流与感应电动势方向改变两次。故只有C正确。]
关键能力·情境探究达成
考点2　交变电流的产生
考点3　正弦交变电流的变化规律
(1)探究交变电流的特点如图所示，把电流表接入到模型发电机的输出端，摇动发电机的手柄，观察电流表的指针摆动情况是怎样的？电流表指针的摆动情况说明什么问题？提示：随着线圈的转动，电流表的指针不停地在“0”刻度线两侧左右摆动，说明手摇发电机产生的电流大小、方向都处于变化中。
(2)如图所示，此位置磁通量为多少？是否有感应电流？如果有，判断感应电流的方向。提示：此位置磁通量为0，有感应电流，且感应电流最大，方向为abcd。
考点1　交流与直流1．直流、交流、恒定电流的特点(1)电流分类：按电流的方向是否变化分直流和交流两种，方向不变的电流称为直流，方向变化的电流称为交流。(2)直流分类：分为恒定电流和脉动直流，其中大小、方向都不随时间改变的电流叫恒定电流，方向不随时间改变而大小随时间改变的电流叫脉动直流。(3)交流分类：按交流电图像特点分正弦(或余弦)式交变电流、矩形波交变电流、锯形波交变电流等。
2．交流与直流的本质区别(1)交变电流的大小不一定变化，如矩形波交变电流，其大小可以是不变的；直流的大小不一定不变。(2)交变电流与直流的最大区别在于交变电流的方向发生周期性变化，而直流的方向不变。
【典例1】　对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图像，下列描述正确的是(　　)A．电流的大小变化，方向也变化，是交流电B．电流的大小变化，方向不变，不是交流电C．电流的大小不变，方向不变，是直流电D．以上说法都不正确B　[由i-t图像可知，电流的大小变化，但电流方向一直为正，故电流方向不变，根据交变电流、直流的定义可知，该电流是直流，B正确。]
识别交变电流的两点技巧(1)只要电流的方向发生周期性变化即为交变电流。(2)在i-t或u-t图中，正负表示方向，在读图时不仅要注意图像中的坐标原点是否为0，还要观察i(u)的值有无正负变化。
[跟进训练]1．下列各图中不属于交变电流的是(　　)A　[B、C、D中i的方向均做周期性变化，故它们属于交流，A中i的大小变化而方向不变，属于直流。]
【典例2】　(多选)图甲是交流发电机的示意图，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，金属线圈ABCD绕转轴OO′匀速转动。G为电流传感器(与计算机相连)，R为定值电阻，线圈电阻为r，其余电阻不计。图乙为计算机上显示的电流数据随时间变化的图像，下列说法中正确的是(　　)A．金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势为0，对应图乙中t1或t3时刻B．金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势最大，对应图乙中t2或t4时刻C．t1、t3时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最大，磁通量变化率最小D．t2、t4时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最大，磁通量变化率最小
AC　[金属线圈恰好处于题图甲所示的位置时，为中性面，磁通量最大，感应电动势为0，此时瞬时电流为0，对应题图乙中t1或t3时刻，A正确，B错误；t1、t3时刻电流为0，感应电动势为0，此时线圈平面处于中性面，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，磁通量变化率最小，C正确；t2、t4时刻电流最大，感应电动势最大，此时线圈平面与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，D错误。]
[跟进训练]2．交流发电机发电示意图如图所示，线圈转动过程中，下列说法正确的是(　　)A．转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大B．转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零C．转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大D．转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A→B
D　[转到图甲位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率为零，A错误；转到图乙位置时，线圈产生的感应电动势最大，B错误；转到图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，C错误；转到图丁位置时，根据楞次定律可知AB边感应电流方向为A→B，D正确。]
求解交变电流的瞬时值问题的答题模型
学习效果·随堂评估自测
1．甲、乙两电路中电流与时间关系如图所示，属于交变电流的是(　　)A．甲、乙都是　B．甲是，乙不是C．乙是，甲不是　D．甲、乙都不是B　[题图甲中电流大小不变、方向变化，是交流，题图乙中电流大小变化、方向不变，是直流，故选B。]
2．下列关于交变电流和直流的说法中，正确的是(　　)A．如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流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方向随时间做周期性的变化D　[直流的特征是电流的方向不变，电流的大小可以改变。交变电流的特征是电流的方向随时间做周期性变化。交变电流有多种形式，正弦式交流只是交变电流中最基本、最简单的一种，故选D。]
3．交流发电机发电过程示意图如图所示，线圈匀速转动过程中，下列说法正确的是(　　)A．转到图甲位置时，线圈位于中性面位置B．转到图乙位置时，线圈中电流方向发生改变C．转到图丙位置时，CD边感应电流方向为D→CD．转到图丁位置时，线圈中的磁通量变化率最大
B　[转到题图甲位置时，线圈为与中性面垂直的位置，故A错误；转到题图乙位置时，即线圈为中性面位置，此时线圈中电流方向发生改变，故B正确；转到题图丙位置时，由右手定则可得，CD边感应电流方向为C→D，故C错误；转到题图丁位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量变化率为零，故D错误。]
4．闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的某一固定轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图所示，下列说法正确的是(　　)A．t1时刻线圈中感应电流为零B．t2时刻线圈通过中性面C．t3时刻穿过线圈的磁通量变化率最大D．t4时刻线圈中感应电动势最小A　[t1时刻线圈位于中性面，线圈中感应电流为零，A正确；t2时刻线圈在与磁感线平行位置，即垂直于中性面位置，B错误；t3时刻穿过线圈的磁通量最大，变化率最小，C错误；t4时刻磁通量为零，磁通量变化率最大，线圈中感应电动势最大，D错误。]