2018-2019学年高中物理 第二章 交变电流 第一节 认识交变电流优质课件 粤教版选修3-2
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高中物理第二章交变电流第1节交变电流-2优质公开课获奖课件
2．最大值 (1)由 e＝NBSωsin ωt 可知，电动势的最大值 Em＝NBSω。 (2)交变电动势的最大值由线圈匝数 N、磁感应强度 B、线圈 面积 S 及转动角速度 ω 决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置 无关，因此图 2-1-4 所示的几种情况，若 N、B、S、ω 相同，则 电动势的最大值相同。
图 2-1-1
二、正弦交变电流的产生和表述 1．正弦交变电流的产生 (1)产生方法：闭合线圈在匀强磁场 中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。 (2)产生过程分析： 用楞次定律分析线圈转动一周 的情况如图 2-1-2 所示。
图 2-1-2
2．正弦交变电流的函数表达式及图像
函数
电动势 e＝Emsin ωt
(2)只要电流的方向周期性变化，即为交变电流，与电流 的大小是否变化无关。
1．交变电流是
()
A．矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时
产生的电流
B．按正弦规律变化的电流
C．大小随时间做周期性变化的电流
D．方向随时间做周期性变化的电流
解析：只要方向随时间做周期性变化的电流就是交变电流。
答案：D
所示，匀强磁场的磁感应强度为 0.5 T，问：
(1)该线圈产生的交变电流电动势的最大值、 电流的最大值分别是多少？
图 2-1-3
(2)若从中性面位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的表
达式。
(3)线圈从中性面位置开始，转过 30°时，感应电动势的瞬时值
是多大？
[思路点拨] (1)线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时电动势 的最大值 Em＝NBSω。 (2)感应电动势瞬时值表达式与开始计时位置有关，若从中 性面开始计时，则 e＝Emsin ωt。
交变电流第1节交变电流课件-人教版高中物理选修3-2
3．[多选]下图中哪些情况，线圈中产生了正弦交变电流(均匀
速转动)
()
解析：根据正弦交变电流产生的条件可知，B、C、D 正确。 答案：BCD
交变电流瞬时值表达式的书写
1．导体切割磁感线分析的过程 若线圈平面从中性面开始转动，如图所示，则经过时间 t：
线圈转过的角度为ωt ⇩
ab边的线速度跟磁感线方向的夹角θ＝ωt ⇩
当 N′＝N2 、n′＝2n 时，ω′＝2ω，Em′＝N′BSω′＝N2 ·BS·2ω＝ NBSω，即 Em′＝Em，故 e＝Emsin 2ωt。 答案：D
2．如图所示，一半径为 r＝10 cm 的圆形线圈
共 100 匝，在磁感应强度 B＝π52 T 的匀强
磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线
OO′以 n＝
具体分析如图所示，当线圈转动到图甲位置时，导体不切 割磁感线，线圈中无电流；当线圈转动到图乙位置时，导体垂 直切割磁感线，线圈中有电流，且电流从 a 端流入；线圈在图 丙位置同线圈在图甲位置；线圈在图丁位置时，电流从 a 端流 出，这说明电流方向发生了改变；线圈在图戊位置同在图甲位 置。线圈这样转动下去，就在线圈中产生了交变电流。
(1)方向周期性变化，大小不变的电流也是交变电流。 (√ )
(2)在匀强磁场中线圈绕垂直磁场的转轴匀速转动通过中性面
时，感应电流为零，但感应电流为零时，不一定在中性面位
置。
(×)
(3)表达式为 e＝Emsin ωt 的交变电流为正弦式交变电流，表达
式为 e＝Emsinωt＋π2的交变电流也是正弦式交变电流。(√ )
[典例] 处在匀强磁场中的矩形线圈
abcd，以恒定的角速度绕 ab 边转动，磁场方向
平行于纸面并与 ab 边垂直，在 t＝0 时刻，线
高中物理(新人教版)选择性必修2：交变电流【精品课件】
思考：若该线圈给外电阻R供电，设线圈本身电阻为r，则负载两端的电 压u、流过的电流i随时间变化的规律是怎样的？
• 流过负载的电流：
i e Em sin t Im sin t，其中Im Em
Rr Rr
Rr
• 负载两端电压：
u R e R Em sin t Um sin t,其中Um R Em
• 线圈在甲图位置是否有感应电流？ • 线圈在乙图位置是否有感应电流？
• 在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 由B→A
•
×
• 线圈在丙图位置是否有感应电流？ • 线圈在丁图位置是否有感应电流？
• 在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？ 由A→B
•
×
× ×
思考：线圈转到什么位置时线圈中没有电流？转到什么位置时线圈中电流最大？
【答案】BD【解析】直流电的特征是电流方向不变，交流电的特征是电流方向周 期性改变。另外交变电流不一定都是正弦式电流或余弦式电流。故A、C错误，B、 D正确。
例2．(多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产 生了交变电流，下列说法正确的是( ) A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次 D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线
• •
中性面：与磁感线垂直的平面
• 线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最 大，感应电动势为零，感应电流为零
• 线圈每经过中性面一次，交流电方向改变 一次，线圈每转动一周（交流电的一个周 期） ，两次经过中性面，交流电的方向 改变两次。
中性面的垂面
× ×
第一节认识交变电流第二节交变电流的描述-PPT精品
2019/12/28
2．其他交变电流
2019/12/28
图2－1－3
思考感悟 2．交变电流的大小是否一定变化？它与直流电的 最大区别是什么？ 提示：交变电流的大小不一定变化，如方形波电流， 它与直流电的最大区别是方向发生周期性的变化．
2019/12/28
核心要点突破
一、怎样理解交变电流产生的原理 1．产生原理：在匀强磁场中，让一矩形线圈绕垂直 于磁场方向的轴匀速转动时，就得到了大小和方向 都随时间变化的交变电流．
2019/12/28
解析：选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，指针左右摆动一次， 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项也不对； 线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定 则，ab边的感应电流方向由a→b；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．
2019/12/28
特别提醒：(1)用物理图象反映某些物理量的变化 过程，可对整个变化过程或某一瞬态进行深入研 究． (2)根据交流电的图象画出穿过线圈的磁通量Φ随 时间t变化的图象，两图象周期相同．
2019/12/28
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 4.
2019/12/28
图2－1－9
(单选)如图2－1－9所示，一矩形线圈abcd放置在匀 强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆 时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝0°时 (如图)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方 向为正．则下列四幅图中正确的是( )
2．其他交变电流
2019/12/28
图2－1－3
思考感悟 2．交变电流的大小是否一定变化？它与直流电的 最大区别是什么？ 提示：交变电流的大小不一定变化，如方形波电流， 它与直流电的最大区别是方向发生周期性的变化．
2019/12/28
核心要点突破
一、怎样理解交变电流产生的原理 1．产生原理：在匀强磁场中，让一矩形线圈绕垂直 于磁场方向的轴匀速转动时，就得到了大小和方向 都随时间变化的交变电流．
2019/12/28
解析：选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，指针左右摆动一次， 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项也不对； 线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定 则，ab边的感应电流方向由a→b；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．
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特别提醒：(1)用物理图象反映某些物理量的变化 过程，可对整个变化过程或某一瞬态进行深入研 究． (2)根据交流电的图象画出穿过线圈的磁通量Φ随 时间t变化的图象，两图象周期相同．
2019/12/28
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 4.
2019/12/28
图2－1－9
(单选)如图2－1－9所示，一矩形线圈abcd放置在匀 强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆 时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝0°时 (如图)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方 向为正．则下列四幅图中正确的是( )
高中物理公开课获奖课件精选交变电流01
D．流过电阻的电流是变化的，但不是按正弦规
律变化的
变式 迁移
解析：正弦交流电通过电阻时产生的电流也按正
弦规律变化，C、D 错；电流的大小可由欧姆定律得
i＝2.2sin 100πt A，可见，A、B 是正确的．
栏 目
链
答案：AB
接
要点二 交变电流的有效值
交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的，
让交流和直流通过相同的电阻，如果它们在相同时间
目 链 接
动势的大小及感应电流的大小也随时间发生变化，线圈平面过中性面
时，电流方向发生变化，产生的感应电流随时间做周期性变化．
2．交变电流的变化规律．
(1)中性面：跟磁感线垂直的平面．
(2)在如图甲所示的匀强磁场中匀速转动的线圈中产生正
弦交流电．线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电
栏 目
流方向就改变一次．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方 链
栏 目 链 接
A．5 Hz,10 A C．50 Hz,10 2 A
B．50 Hz,10 A D．5 Hz,10 2 A
解析：由图象可知 T＝2.0×10－2 s＝0.02 s，峰值栏Im＝102源自A，因f＝T1，所以
f＝50
Hz.Ie＝
Im ＝10 2
2 2
目
A
链 接
＝10 A.
答案：B
变式 迁移
链 接
答案：AD
谢谢观看
请指导
栏 目
链
接
二、交流的变化规律
1．正弦式电流：电网中的交变电流，它的电流、电压 随时间正按弦__函__数____的规律变化．
2 ． 瞬 时 值 ： 反 映 的 是 某 时 刻 交 变 电 流 的 ___大__小___ 和
高中物理第二章1交变电流课件教科选修32教科高中选修32物理课件
第八页，共二十一页。
探究
(tànjiū)
一
探究
(tànjiū)
二
探究
(tànjiū)
三
对正弦交变电流图像的理解
正弦交变电流随时间的变化情况可以从图像上表示出来,图像描述的是
交变电流和感应电动势随时间变化的规律,它们是正弦曲线,如图所示.
从图像中可以解读到以下信息:
(1)交变电流的最大值Im、Em、周期T.
特点然后就可判断线圈所处的位置,最后即可判断这四个时刻Φ的特点.
解析:由题图可知,t1和t3时刻,i最大,所以这两个时刻磁通量的变化率最大,线
圈处于垂直中性(zhōngxìng)面的位置,穿过线圈的磁通量为0.t2和
Δ
t4 两时刻 i=0,即 Δ = 0, 线圈处于中性面位置,此时穿过线圈的磁通
量变化率的变化规律,进而确定电流的变化规律.
解析:在 0~ 内,ab 一侧的线框在磁场中绕 OO'转动产生正弦交流
4
4
2
电,电流方向由楞次定律判断为 dcba 且越来越大. ~ 内,ab 一侧
线框在磁场外,而dc一侧线框又进入磁场产生交流电,电流方向为dcba且越
来越小,以此类推,可知i-t图像正确(zhèngquè)的为B.
量最大.
答案:BC
反思正弦交变电流产生过程中,熟练掌握线圈处于(chǔyú)中性面和垂直于中
性面时相关量的特点是解决这类问题的关键.
第十五页，共二十一页。
【例题(lìtí)2】 如图甲所示,虚线OO'的左边存在着方向垂直于纸面向里的匀
强磁场,右边没有磁场.单匝矩形线圈abcd的对称轴恰与磁场右边界重合,线
(2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零,磁通量最大,所以可确定
2019-2019学年高中物理 第2章 第1节 交变电流课件 教科版选修
(4)分析判断i的大小和方向随时间的变化规律.
典例精析 一、交变电流的判断 例1 如图所示，属于交流电的是( )
解析 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，它们所表示的是直流电.C选项中电流的方向随时 间作周期性变化，故选C. 答案 C
解析 由题图甲可知t＝0时刻，线圈的磁通量最大，线圈处于中
性面.t＝0.01 s时刻，磁通量为零，但变化率最大，所以A项错误
，B项正确.
t＝0.02 s时，交变电动势应为零，C、D项均错误.
答案 B
1234 图7
1234
(1)若从线圈的中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时 值表达式. 解析 n＝300 r/min＝5 r/s，因为从中性面开始转动，并且求的 是瞬时值， 故e＝Emsin ωt＝NBS·2πnsin (2πnt)＝50sin (10πt) V 答案 e＝50sin (10πt) V
图2
(1)甲、乙、丙位置AB边产生的感应电动势各为多大？ 答案 甲：eAB＝0 乙：eAB＝BL1vsin ωt＝BL1·L22ωsin ωt ＝12BL1L2ωsin ωt＝12BSω·sin ωt
丙：eAB＝BL1v＝BL1·ω2L2＝21BL1L2ω＝21BSω
(2)甲、乙、丙位置整个线圈中的感应电动势各为多大？
4.两个特殊位置
(1)中性面：线圈平面与磁场 垂直 .
Φ
最大 ，
ΔΦ Δt
为
0
，e为
0
，i为
0
.(填“0”或“最大”)
线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流方向都要改变，线圈转
动一周，感应电流方向改变 两 次.
典例精析 一、交变电流的判断 例1 如图所示，属于交流电的是( )
解析 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，它们所表示的是直流电.C选项中电流的方向随时 间作周期性变化，故选C. 答案 C
解析 由题图甲可知t＝0时刻，线圈的磁通量最大，线圈处于中
性面.t＝0.01 s时刻，磁通量为零，但变化率最大，所以A项错误
，B项正确.
t＝0.02 s时，交变电动势应为零，C、D项均错误.
答案 B
1234 图7
1234
(1)若从线圈的中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时 值表达式. 解析 n＝300 r/min＝5 r/s，因为从中性面开始转动，并且求的 是瞬时值， 故e＝Emsin ωt＝NBS·2πnsin (2πnt)＝50sin (10πt) V 答案 e＝50sin (10πt) V
图2
(1)甲、乙、丙位置AB边产生的感应电动势各为多大？ 答案 甲：eAB＝0 乙：eAB＝BL1vsin ωt＝BL1·L22ωsin ωt ＝12BL1L2ωsin ωt＝12BSω·sin ωt
丙：eAB＝BL1v＝BL1·ω2L2＝21BL1L2ω＝21BSω
(2)甲、乙、丙位置整个线圈中的感应电动势各为多大？
4.两个特殊位置
(1)中性面：线圈平面与磁场 垂直 .
Φ
最大 ，
ΔΦ Δt
为
0
，e为
0
，i为
0
.(填“0”或“最大”)
线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流方向都要改变，线圈转
动一周，感应电流方向改变 两 次.
高中物理 第2章 交变电流 第1节 认识交变电流课件 粤教选修32粤教高中选修32物理课件
第十六页，共三十一页。
栏目导航
比较内容 位置
交变电流的产生两种特殊位置的比较
中性面
中性面的垂直面
线圈平面与磁场垂直
线圈平面与磁场平行
图示
磁通量
12/9/2021
最大
第十七页，共三十一页。
零
栏目导航
磁通量变化率 感应电动势 感应电流 电流方向
12/9/2021
零 零 零 改变
第十八页，共三十一页。
D [磁通量在变大，但磁通量的变化率在变小，故电动势在减小．]
12/9/2021
第二十九页，共三十一页。
栏目导航
2021/12/9
第三十页，共三十一页。
第二章 交变(jiāo biàn)电流
内容 总结 (nèiróng)
No
Image
12/9/2021
第三十一页，共三十一页。
第十四页，共三十一页。
栏目导航
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，若方向不变，尽管大 小变化，亦为直流电． (2)在 i-t 或 u-t 图象中，正负表示方向，若题中给出了 i-t 或 u-t 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．
和感12/9/应2021 电流均为最大，故 C、D 均错误．]
第二十页，共三十一页。
栏目导航
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，S⊥B，Φ 最大，ΔΔΦt ＝0，e＝0，i＝0， 电流方向将发生改变．
化、12/9/方2021 向不变，是直流电，故选 B.]
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第二章 交变电流
第一节 认识交变电流
学习目标
1. 知道交变电流和恒定电 流. 2. 知道交流发电机的构造 ，理解交变电流产生的原 理. 3. 理解中性面的概念．
重点 难点
重点难点
1.知道什么是交变电流. 2. 掌握交变电流的产生 和特点．
1.理解线圈平面处于中性 面时的特征. 2.交变电流产生的过程分 析.
解析：在正弦交流电中，电流在一个周期内改变两次， 选项 A 错误；选项 B 正确；线圈在中性面时穿过线圈的 磁通量最大，电动势为零，选项 C、D 错误．故选 B.
答案：B
谢谢欣赏
THANK YOU FOR WATCHING
答案：B
2．如图是交流发电机的示意图．线圈 abcd 在磁场中 匀速转动产生交流电．线圈的 ab 边和 cd 边连在两个金属 滑环上，两个滑环通过金属片做的电刷和外电路相连．当 线圈沿逆时针方向转动时，关于电流方向以下判断正确 的是( )
A．当线圈转到图甲的位置时，线圈中的电流方向为 d→c→b→a
[典例❶] (多选)如图所示为演示交变电流产生的装置 图，关于这个实验，正确的说法是( )
A．线圈每转动一周，指针左右摆动一次 B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C．图示位置 ab 边的感应电流方向为 a→b D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
解析：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，指 针左右摆动一次，故 A 正确；图示位置线圈与磁场平行， 垂直于中性面，线圈中感应电流出现最大值，故 B 错误； 根据线圈转动方向，
可知图示位置 ab 边向右运动切割磁感线，由右手定 则可知，图示位置 ab 边的感应电流方向为 a→b，故 C 正 确；线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，磁通量变 化率最大，故 D 错误．
答案：AC
1．如图所示，矩形闭合线圈 ABCD 在匀强磁场中绕 垂直于磁场方向的转轴 OO′以恒定的角速度转动，当线 圈平面转到与磁场方向垂直的位置时( )
为零，A 错误；线圈在图乙、丁所示位置时，磁通量的变
化率最大，产生的电流最大，B 错误；
一个周期内，电流方向改变两次，线圈平面经过图甲、 丙所示位置时，电流的方向都要改变一次，C 正确，D 错 误．
答案：C
题后反思 解答此类题型时应把握以下两点 1．线圈位于中性面时各边都不切割磁感线． 2．线圈垂直于中性面时，两边切割磁感线的速度最 大．
速度垂直磁场，导体切割磁感线时的感应电动势最大，故 C 错误、D 正确．
答案：AD
2．对于正弦式交流电，下列说法正确的是( ) A．电流在一周期内方向改变一次，大小随时间变化 B．电流在一周期内方向改变二次，大小随时间变化 C．线圈在中性面时穿过线圈的磁通量最大，电动势 最大 D．线圈在垂直于中性面的位置磁通量为零，电动势 为零
【典例 2】 如图所示，线圈在磁场中匀速转动产生 交变电流，以下相关说法中正确的是( )
A．线圈在图甲、丙所示位置时，磁通量变化率最大 B．线圈在图乙、丁所示位置时，产生的电流最小 C．线圈平面经过图甲、丙所示位置时，电流的方向 都要改变一次 D．线圈每转动一周，电流方向改变一次 解析：图甲、丙为中性面位置，磁通量最大，变化率
2．(多选)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向 的轴匀速转动( )
A．在中性面时，通过线圈的磁通量最大 B．在中性面时，感应电动势为零 C．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零 D．线圈每通过一次中性面，电流方向改变一次
解析：中性面是线圈在磁场中运动但不产生感应电动 势的位置，此时线圈的每一条边都不切割磁感线，必定是 线圈平面与磁感线垂直，穿过线圈的磁通量最大．
当线圈转到图丁的位置时，线圈中的电流方向为：a →d→c→b，故 D 错误．
答案：B
拓展二 两个特殊位置的比较
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转 动时．
(1)线圈在什么位置感应电动势最大？ (2)线圈在什么位置电流的方向发生改变？
提示：(1)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈的磁 Байду номын сангаасΦ
大，e 最大，i 最大，电流方向不改变．
2．中性面及中性面的垂直面比较.
概念
中性面位置
与中性面 垂直的位置
图示
位置
磁通量 磁通量的
变化率 感应电动势
电流方向
周期性
线圈平面与 磁场垂直 最大
零
零 改变 一个周期两次经 过中性面，电流 方向改变两次
线圈平面与 磁场平行 零
最大
最大 不变 一个周期电动势两 次最大，两次最大 值时的方向相反
通量 Φ＝0，但磁通量的变化率 最大，感应电动势最大， Δt
感应电流最大． (2)线圈经过中性面时，电流方向将发生改变．
1．两个特殊位置的特点．
(1)线圈平面与中性面重合(S⊥B)时，Φ最大，ΔΔΦt ＝
0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变．
(2)线圈平面与中性面垂直(S∥B)时，Φ＝0，ΔΔΦt 最
2．交变电流的图象． 波形图：电流或电压随时间变化的图象叫作波形 图．通常用示波器来观察波形图．
判断正误
(1) 大 小 随 时 间 做 周 期 性 变 化 的 电 流 一 定 是 交 变 电 流．(×)
(2)只有按正弦规律变化的电流才是交变电流．(×)
小试身手 1．如图所示，图象中不属于交流电的有( )
知识点一 交变电流
提炼知识 1．交流与直流． (1)交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的 电流，叫作交变电流，简称交流． (2)恒定电流：强弱和方向都不随时间变化的电流， 叫作恒定电流，简称直流．
特别说明：大小不变、方向改变或大小和方向都改变 的电流都属于交变电流；而大小改变、方向不变的电流不 属于交变电流；交变电流的典型特征是电流方向发生变 化．
2．交流发电机原理． 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转 动，产生交变电流．交变电流的大小和方向分别由法拉 第电磁感应定律和楞次定律来确定． 3．中性面． (1)定义：线圈平面垂直于磁感线的位置叫作中性面． (2)中性面的性质特点．
①线圈平面经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大， 但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零，感应电 流为零．
答案：ABD
拓展一 交变电流的产生过程
把两个发光时颜色不同的发光二极管并联，注意使 两者正负极的方向不同，然后连接到教学用的发电机的 两端(如图)．转动手柄，两个磁极之间的线圈随着转动， 观察发光二极管的发光情况．实验现象说明了什么？
提示：可以观察到两个发光二极管交替发光，该实验 说明了发电机产生的电流的方向随时间变化，不是直流 电，是交变电流．
A．穿过线圈的磁通量最小 B．线圈中的感应电流为零 C．线圈中的感应电动势最大 D．AB 边所受的安培力最大 解析：线圈平面转到与磁场方向垂直的位置叫中性
面，线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量
的变化率为零：
也就是感应电动势最小，感应电流最小，且为 0，所 以 AB 边所受的安培力最小．因此选 B.
1. (多选)如图所示，当交流发电机的线圈平面绕 OO′ 转到与磁场方向平行时，下列说法正确的是( )
A．穿过线圈的磁通量为零 B．穿过线圈的磁通量最大 C．线圈产生的感应电动势为零 D．线圈产生的感应电动势最大
解析：当交流发电机的线圈平面绕轴 OO′转到与磁场 方向平行时磁通量为零，故 A 正确、B 错误；此时导体
B．当线圈转到图乙的位置时，线圈中的电流方向为 a→b→c→d
C．当线圈转到图丙的位置时，线圈中的电流方向为 d→c→b→a
D．当线圈转到图丁的位置时，线圈中的电流方向为 a→b→c→d
解析：甲、丙图中，ab 和 cd 边运动方向与磁感线方 向平行，不切割磁感线，所以没有电流产生，故 A、C 错 误；当线圈转到图乙的位置再运动时，通过线圈的磁通量 变大，根据电磁感应定律，可知产生的感应磁场的方向与 原磁场方向相反，再根据右手定则可以判断电流方向为： a→b→c→d，故 B 正确；
解析：交流电是指电流的方向发生变化的电流，电流 的大小是否变化对其没有影响，电流的方向变化的是 A、 B、C，是交流电，D 是直流电，故选 D.
答案：D
知识点二 交变电流的产生
提炼知识 1．交变电流的产生． 交变电流是由交流发电机产生的，交流发电机的最 基本结构是线圈和磁极．线圈可绕中心轴转动，如图所 示．
②线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动 一周，两次经过中性面，电流方向改变两次．
判断正误
(1) 只 要 闭 合 线 圈 在 磁 场 中 转 动 就 会 产 生 交 变 电 流．(×)
(2)矩形闭合线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动， 当线圈与磁感线平行时，磁通量最小，电动势最大．(√)
小试身手
交变电流的产生过程分析． 如图所示，线圈沿逆时针方向转动．
图中(a)、(c)、(e)所示的位置，线圈平面垂直于磁感 线，各边都不切割磁感线，线圈中不产生感应电动势， 也没有感应电流，这样的位置叫中性面．
图中(b)、(d)所示的位置，线圈平面与磁场方向平行， ab、cd 两边垂直切割磁感线，此时线圈中的感应电动势 和感应电流达到最大值．其中图(b)的电流沿 abcd 流动， 图(d)的电流沿 dcba 流动．
第一节 认识交变电流
学习目标
1. 知道交变电流和恒定电 流. 2. 知道交流发电机的构造 ，理解交变电流产生的原 理. 3. 理解中性面的概念．
重点 难点
重点难点
1.知道什么是交变电流. 2. 掌握交变电流的产生 和特点．
1.理解线圈平面处于中性 面时的特征. 2.交变电流产生的过程分 析.
解析：在正弦交流电中，电流在一个周期内改变两次， 选项 A 错误；选项 B 正确；线圈在中性面时穿过线圈的 磁通量最大，电动势为零，选项 C、D 错误．故选 B.
答案：B
谢谢欣赏
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答案：B
2．如图是交流发电机的示意图．线圈 abcd 在磁场中 匀速转动产生交流电．线圈的 ab 边和 cd 边连在两个金属 滑环上，两个滑环通过金属片做的电刷和外电路相连．当 线圈沿逆时针方向转动时，关于电流方向以下判断正确 的是( )
A．当线圈转到图甲的位置时，线圈中的电流方向为 d→c→b→a
[典例❶] (多选)如图所示为演示交变电流产生的装置 图，关于这个实验，正确的说法是( )
A．线圈每转动一周，指针左右摆动一次 B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C．图示位置 ab 边的感应电流方向为 a→b D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
解析：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，指 针左右摆动一次，故 A 正确；图示位置线圈与磁场平行， 垂直于中性面，线圈中感应电流出现最大值，故 B 错误； 根据线圈转动方向，
可知图示位置 ab 边向右运动切割磁感线，由右手定 则可知，图示位置 ab 边的感应电流方向为 a→b，故 C 正 确；线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，磁通量变 化率最大，故 D 错误．
答案：AC
1．如图所示，矩形闭合线圈 ABCD 在匀强磁场中绕 垂直于磁场方向的转轴 OO′以恒定的角速度转动，当线 圈平面转到与磁场方向垂直的位置时( )
为零，A 错误；线圈在图乙、丁所示位置时，磁通量的变
化率最大，产生的电流最大，B 错误；
一个周期内，电流方向改变两次，线圈平面经过图甲、 丙所示位置时，电流的方向都要改变一次，C 正确，D 错 误．
答案：C
题后反思 解答此类题型时应把握以下两点 1．线圈位于中性面时各边都不切割磁感线． 2．线圈垂直于中性面时，两边切割磁感线的速度最 大．
速度垂直磁场，导体切割磁感线时的感应电动势最大，故 C 错误、D 正确．
答案：AD
2．对于正弦式交流电，下列说法正确的是( ) A．电流在一周期内方向改变一次，大小随时间变化 B．电流在一周期内方向改变二次，大小随时间变化 C．线圈在中性面时穿过线圈的磁通量最大，电动势 最大 D．线圈在垂直于中性面的位置磁通量为零，电动势 为零
【典例 2】 如图所示，线圈在磁场中匀速转动产生 交变电流，以下相关说法中正确的是( )
A．线圈在图甲、丙所示位置时，磁通量变化率最大 B．线圈在图乙、丁所示位置时，产生的电流最小 C．线圈平面经过图甲、丙所示位置时，电流的方向 都要改变一次 D．线圈每转动一周，电流方向改变一次 解析：图甲、丙为中性面位置，磁通量最大，变化率
2．(多选)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向 的轴匀速转动( )
A．在中性面时，通过线圈的磁通量最大 B．在中性面时，感应电动势为零 C．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零 D．线圈每通过一次中性面，电流方向改变一次
解析：中性面是线圈在磁场中运动但不产生感应电动 势的位置，此时线圈的每一条边都不切割磁感线，必定是 线圈平面与磁感线垂直，穿过线圈的磁通量最大．
当线圈转到图丁的位置时，线圈中的电流方向为：a →d→c→b，故 D 错误．
答案：B
拓展二 两个特殊位置的比较
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转 动时．
(1)线圈在什么位置感应电动势最大？ (2)线圈在什么位置电流的方向发生改变？
提示：(1)线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈的磁 Байду номын сангаасΦ
大，e 最大，i 最大，电流方向不改变．
2．中性面及中性面的垂直面比较.
概念
中性面位置
与中性面 垂直的位置
图示
位置
磁通量 磁通量的
变化率 感应电动势
电流方向
周期性
线圈平面与 磁场垂直 最大
零
零 改变 一个周期两次经 过中性面，电流 方向改变两次
线圈平面与 磁场平行 零
最大
最大 不变 一个周期电动势两 次最大，两次最大 值时的方向相反
通量 Φ＝0，但磁通量的变化率 最大，感应电动势最大， Δt
感应电流最大． (2)线圈经过中性面时，电流方向将发生改变．
1．两个特殊位置的特点．
(1)线圈平面与中性面重合(S⊥B)时，Φ最大，ΔΔΦt ＝
0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变．
(2)线圈平面与中性面垂直(S∥B)时，Φ＝0，ΔΔΦt 最
2．交变电流的图象． 波形图：电流或电压随时间变化的图象叫作波形 图．通常用示波器来观察波形图．
判断正误
(1) 大 小 随 时 间 做 周 期 性 变 化 的 电 流 一 定 是 交 变 电 流．(×)
(2)只有按正弦规律变化的电流才是交变电流．(×)
小试身手 1．如图所示，图象中不属于交流电的有( )
知识点一 交变电流
提炼知识 1．交流与直流． (1)交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的 电流，叫作交变电流，简称交流． (2)恒定电流：强弱和方向都不随时间变化的电流， 叫作恒定电流，简称直流．
特别说明：大小不变、方向改变或大小和方向都改变 的电流都属于交变电流；而大小改变、方向不变的电流不 属于交变电流；交变电流的典型特征是电流方向发生变 化．
2．交流发电机原理． 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转 动，产生交变电流．交变电流的大小和方向分别由法拉 第电磁感应定律和楞次定律来确定． 3．中性面． (1)定义：线圈平面垂直于磁感线的位置叫作中性面． (2)中性面的性质特点．
①线圈平面经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大， 但磁通量的变化率为零，线圈中的电动势为零，感应电 流为零．
答案：ABD
拓展一 交变电流的产生过程
把两个发光时颜色不同的发光二极管并联，注意使 两者正负极的方向不同，然后连接到教学用的发电机的 两端(如图)．转动手柄，两个磁极之间的线圈随着转动， 观察发光二极管的发光情况．实验现象说明了什么？
提示：可以观察到两个发光二极管交替发光，该实验 说明了发电机产生的电流的方向随时间变化，不是直流 电，是交变电流．
A．穿过线圈的磁通量最小 B．线圈中的感应电流为零 C．线圈中的感应电动势最大 D．AB 边所受的安培力最大 解析：线圈平面转到与磁场方向垂直的位置叫中性
面，线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量
的变化率为零：
也就是感应电动势最小，感应电流最小，且为 0，所 以 AB 边所受的安培力最小．因此选 B.
1. (多选)如图所示，当交流发电机的线圈平面绕 OO′ 转到与磁场方向平行时，下列说法正确的是( )
A．穿过线圈的磁通量为零 B．穿过线圈的磁通量最大 C．线圈产生的感应电动势为零 D．线圈产生的感应电动势最大
解析：当交流发电机的线圈平面绕轴 OO′转到与磁场 方向平行时磁通量为零，故 A 正确、B 错误；此时导体
B．当线圈转到图乙的位置时，线圈中的电流方向为 a→b→c→d
C．当线圈转到图丙的位置时，线圈中的电流方向为 d→c→b→a
D．当线圈转到图丁的位置时，线圈中的电流方向为 a→b→c→d
解析：甲、丙图中，ab 和 cd 边运动方向与磁感线方 向平行，不切割磁感线，所以没有电流产生，故 A、C 错 误；当线圈转到图乙的位置再运动时，通过线圈的磁通量 变大，根据电磁感应定律，可知产生的感应磁场的方向与 原磁场方向相反，再根据右手定则可以判断电流方向为： a→b→c→d，故 B 正确；
解析：交流电是指电流的方向发生变化的电流，电流 的大小是否变化对其没有影响，电流的方向变化的是 A、 B、C，是交流电，D 是直流电，故选 D.
答案：D
知识点二 交变电流的产生
提炼知识 1．交变电流的产生． 交变电流是由交流发电机产生的，交流发电机的最 基本结构是线圈和磁极．线圈可绕中心轴转动，如图所 示．
②线圈经过中性面时，电流将改变方向，线圈转动 一周，两次经过中性面，电流方向改变两次．
判断正误
(1) 只 要 闭 合 线 圈 在 磁 场 中 转 动 就 会 产 生 交 变 电 流．(×)
(2)矩形闭合线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动， 当线圈与磁感线平行时，磁通量最小，电动势最大．(√)
小试身手
交变电流的产生过程分析． 如图所示，线圈沿逆时针方向转动．
图中(a)、(c)、(e)所示的位置，线圈平面垂直于磁感 线，各边都不切割磁感线，线圈中不产生感应电动势， 也没有感应电流，这样的位置叫中性面．
图中(b)、(d)所示的位置，线圈平面与磁场方向平行， ab、cd 两边垂直切割磁感线，此时线圈中的感应电动势 和感应电流达到最大值．其中图(b)的电流沿 abcd 流动， 图(d)的电流沿 dcba 流动．