3.1 交變電流 預(yù)習(xí)案 高二物理教科版（2019）選擇性必修第二冊

3.1交變電流預(yù)習(xí)案高二物理教科版（2019）選擇性必修第二冊1.知道什么是交變電流。2.會分析交變電流的產(chǎn)生過程。3.會推導(dǎo)交變電流電動勢的表達(dá)式，掌握正弦式交變電流的變化規(guī)律。4.了解交流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造及特點。重點、難點交變電流電動勢的表達(dá)式，掌握正弦式交變電流的變化規(guī)律一、交變電流1.恒定電流：①________和②_________都不隨時間變化的電流，稱為恒定電流。2.交變電流：大小和方向都隨時間做③_____________的電流叫作交變電流，簡稱交流電(AC)。3.正弦交變電流：電流的大小和方向都隨時間按④________規(guī)律變化的交變電流稱為正弦交變電流，簡稱正弦交流電。它是一種最⑤________、⑥________的交變電流。二、正弦交流電的產(chǎn)生和變化規(guī)律1.正弦交流電的產(chǎn)生：閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞⑦_(dá)_______于磁場方向的軸⑧________轉(zhuǎn)動。2.正弦交流電的變化規(guī)律（1）中性面：線框所在平面與磁場⑨________的平面。（2）表達(dá)式：以中性面位置開始計時，設(shè)S為矩形線圈的面積，線圈的匝數(shù)為N，轉(zhuǎn)動的角速度為，則：a.感應(yīng)電動勢e=⑩________，其中?________b.電流i=?________c.外電路兩端的電壓u=?________i、u分別稱為電流和電壓的?________值。三、發(fā)電機(jī)與電動機(jī)中的能量轉(zhuǎn)化1.發(fā)電機(jī)中的能量轉(zhuǎn)化：發(fā)電機(jī)是把?________能轉(zhuǎn)化為?________能的裝置。目前我國的發(fā)電方式主要有火力發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、核能發(fā)電等。?________是我國目前主要的發(fā)電方式。2.電動機(jī)中的能量轉(zhuǎn)化：電動機(jī)能夠有效地將?________能轉(zhuǎn)化成?________能，全世界發(fā)電量的一大部分是通過電動機(jī)做功轉(zhuǎn)化為?________能化學(xué)能（煤、石油、天然氣）、水的機(jī)械能、風(fēng)能↓發(fā)電機(jī)↓電能↓電動機(jī)↓機(jī)械能

答案：①大?、诜较颌壑芷谛宰兓苷液瘮?shù)⑤簡單⑥基本⑦垂直⑧勻速⑨垂直⑩????瞬時?機(jī)械?電?火力發(fā)電?電?機(jī)械?機(jī)械1.如圖所示屬于交變電流的是()A. B.C. D.2.交流發(fā)電機(jī)模型如圖所示，矩形線圈ABCD在勻強(qiáng)磁場中繞其中心軸勻速轉(zhuǎn)動，從線圈平面與磁場垂直時開始計時，已知線圈轉(zhuǎn)動的角速度，下列說法正確的是()A.線圈中產(chǎn)生余弦變化規(guī)律的交變電流B.時，線圈位于中性面C.時，穿過線圈的磁通量變化率最大D.時，線圈的感應(yīng)電動勢最大3.如圖所示，邊長為L的正方形線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場中，以周期T繞軸勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，下列說法正確的是()A.圖示位置為中性面 B.回路中產(chǎn)生穩(wěn)恒直流電C.時，電流方向?qū)l(fā)生改變 D.時刻穿過線框的磁通量為4.下列各情況中，線圈都以角速度ω繞圖中的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動，不能產(chǎn)生交變電流的是()A. B. C. D.5.某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交變電流的裝置如左圖所示，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系如右圖所示，下列說法正確的是()A.時，線圈平面處于中性面位置，磁通量變化率最大B.線圈通過中性面時，交變電流不改變方向C.線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢D.如果僅使線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則電動勢的最大值和周期分別變?yōu)?00V、0.02s

答案以及解析1.答案：C解析：ABD.電流數(shù)值總為正值，表示電流方向不變，是直流電，故ABD錯誤；C.圖中電流強(qiáng)度大小不隨時間變化，但方向隨時間做周期性改變，是交變電流，故C正確。故選C。2.答案：D解析：A.根據(jù)題意可知線圈平面與磁場垂直時開始計時，即線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生正弦變化規(guī)律的交變電流，故A錯誤；BCD.已知線圈轉(zhuǎn)動的角速度，可得當(dāng)時，可得知線圈從中性面轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場平行的位置；當(dāng)時，可得知線圈轉(zhuǎn)到中性面位置，此時穿過線圈的磁通量變化率最??；當(dāng)時，可得知線圈轉(zhuǎn)到與磁場平行的位置，此時線圈的感應(yīng)電動勢最大，故BC錯誤，D正確。故選D。3.答案：A解析：A.圖示位置穿過線框的磁通量最大，為中性面，故A正確；B.回路中將產(chǎn)生正弦式交變電流，故B錯誤；CD.時，線框與磁感線方向平行，穿過線框的磁通量為零，感應(yīng)電流最大，電流方向不會立即變化，故CD錯誤。故選A。4.答案：A解析：A.線圈轉(zhuǎn)動時，線圈的磁通量一直為零，即磁通量保持不變，故線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項A滿足題意要求；BCD.選項BCD中的線圈都是在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈中都會產(chǎn)生正弦式交變電流，選項BCD不滿足題意要求；故選A。5.答案：D解析：AB.由圖像可知，時，電動勢為零，此時線圈平面處于中性面位置，磁通量變化率為零，線