2012高二物理课件:第二章第一节认识交变电流(粤教版选修3-2)
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2.1 认识变交电流 学案(粤教版选修3-2)【思维激活】1.用打点计时器做《测量匀变速运动的加速度》的实验,在实验的过程中由于某种原因,所使用的交变电流的频率稍有增大,而实验人不知这一变化,那么,它所测量的加速度比实际的是偏大还是偏小?提示:该实验是用相等时间内相邻位移之差等于常数来测量的,公式为2aT x =∆,其中T 是交变电流的周期,fT 1=,所以,x f a ∆⋅=2,有关的测量是在频率改变的情况下进行的,代入数据还是按50Hz 来计算,因此计算的结果比实际偏小。
闭合线圈在磁场中转动时,在什么位置电流最大,在什么位置电流方向发生改变? 【自主整理】1.交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流,叫做交变电流,(俗称交流)随时间按正弦规律变化的交变电流,叫做正弦式电流,正弦式电流的图像可以是正弦图象,也可以是余弦图象。
2.交变电流的产生: (1)产生机理如图2-1-1所示,将一个平面线圈置于匀强磁场中,线圈与外电路相连,组成闭合回路,使线圈绕垂直磁感线的轴OO ′做匀速转动时线圈中就会产生交变电动势和交变电流。
图2-1-1(2)中性面平面线圈在匀强磁场中旋转,当线圈平面垂直于磁感线时,各边都不切割磁感线,线圈中没有感应电流,这个位置叫做中性面,线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量最大磁通量的交化率为零,感应电动势为零线圈经过中性面时,内部的感应电流方向要改变一次。
【高手笔记】交变电流的产生,来自于线圈在匀强磁场中的转动,而它的变化规律,就由线圈切割磁感线的规律所决定,交变电流的生产原理为电磁感应现象,分析交变电流产生的过程时注意应用感应电流产生的条件,感应电流方向判定等“电磁感应”相关知识,分析交变电流变化规律时注意应用图像的方法对感应电动势的变化,感应电流的变化,磁通量的变化进行对比分析,以降低难度,化难为易。
【名师解惑】1.正弦交变电流的瞬时值表达式是怎样导出的?剖析:设线圈从中性面起经时间t 转过角度θ,则θ=ωt ,此时两边ab 、cd 速度方向与磁感线方向的夹角分别为ωt 和180°-ωt ,如图2-1-2所示,它们产生的感应电动势同向相加,整个线圈中的感应电动势为:图2-1-2e=BL ab υsin ωt +BL cd =υsin (180°-ωt ) =2BL ab υsin ωt因为2·ad Lωυ=代入上式中得 e=BSωsin ωt +E m sin ωt对纯电阻电路,设闭合电路总电阻为R ,由欧姆定律得闭合回路的电流瞬时值t I t RE R e i m mωωsin sin ===。