第一節(jié) 認(rèn)識(shí)交變電流 第二節(jié) 交變電流的描述
[學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求]
物理觀念:1.會(huì)觀察電流(或電壓)的波形圖,理解交變電流和正弦式交變電流的概念.2.知道交變電流的變化規(guī)律及表示方法,知道交變電流的瞬時(shí)值、峰值的物理含義.
科學(xué)思維:1.從法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律分析感應(yīng)電流的產(chǎn)生過程,會(huì)推導(dǎo)正弦式電流的電動(dòng)勢(shì)和電流隨時(shí)間的變化規(guī)律.2.認(rèn)識(shí)交變電流的圖象,并根據(jù)圖象解決具體問題.
一、交變電流
1.恒定電流:強(qiáng)弱和方向都不隨時(shí)間改變的電流,簡(jiǎn)稱直流.
2.交變電流:強(qiáng)弱和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流,簡(jiǎn)稱交流.
3.波形圖
(1)定義:電流或電壓隨時(shí)間變化的圖象(如圖1所示).
圖1
(2)觀察方法:用示波器進(jìn)行觀察.
4.日常生活和生產(chǎn)中所使用的交變電流:它是按正弦規(guī)律變化的交變電流.
二、交變電流的產(chǎn)生
1.閉合線圈置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).
2.中性面:線圈平面與磁感線垂直時(shí)的位置.
(1)線圈處于中性面位置時(shí),穿過線圈的磁通量Φ最大,但線圈中的電流為零.
(2)線圈每次經(jīng)過中性面時(shí),線圈中感應(yīng)電流的方向都要改變.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周,感應(yīng)電流的方向改變兩次.
三、交變電流的變化規(guī)律
1.正弦式交變電流
(1)定義:按正弦規(guī)律變化的交變電流,簡(jiǎn)稱正弦式電流.
(2)函數(shù)表達(dá)式和圖象.
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函數(shù)表達(dá)式
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圖象
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瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì):e=Emsinωt
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瞬時(shí)電壓:u=Umsinωt
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瞬時(shí)電流:i=Imsinωt
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注:表達(dá)式中Em、Um、Im分別是電動(dòng)勢(shì)、電壓、電流的峰值,而e、u、i則是這幾個(gè)量的瞬時(shí)值.
2.幾種常見的交變電流的波形
1.判斷下列說法的正誤.
(1)如圖2所示的電流為交變電流.( × )
圖2
(2)如圖3所示的電流為交變電流.( √ )
圖3
(3)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),通過中性面時(shí)磁通量最大,電流也最大.( × )
(4)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng),通過中性面時(shí)電流的方向發(fā)生改變.( √ )
(5)當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng),線圈中的電流就是正(或余)弦式電流.( √ )