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第一节认识交变电流1．下列关于涡流的说法中正确的是()A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C．涡流有热效应，但没有磁效应D．在硅钢中不能产生涡流【答案】A课前·自主学习2．(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为()A．增大涡流，提高变压器的效率B．减小涡流，提高变压器的效率C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量D．增大铁芯中的电阻，以减小发热量【答案】BD3．如图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的方形磁场，铜球在A点由静止释放，向右摆到最高点B，不考虑空气及摩擦阻力，则下列说法正确的是()A．A、B两点在同一水平面上B．A点高于B点C．A点低于B点D．铜球将做等幅摆动【答案】B【解析】铜球会产生涡流现象，消耗能量，转化为内能，故向右摆动时无法达到左侧的高度．一、交流与直流1．交变电流：________随时间做_________变化的电流，叫做交变电流，简称交流．2．恒定电流：强弱和方向都不随时间变化的电流，叫做恒定电流，简称直流．二、交变电流的图象1．波形图：电流或电压随______变化的图象叫波形图．2．规律：我们日常生活和生产中所使用的交变电流是按__________变化的交变电流．3．图形：按正弦规律变化的交变电流的图象是__________．方向周期性时间正弦规律正弦曲线三、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(如图)线圈电刷acbd3．中性面定义线圈平面_______磁感线的位置电流特点(1)感应电流__________；(2)每经过一次中性面，感应电流方向___________.垂直为零改变一次由电池产生的电流，是大小和方向保持不变的直流电，我们现实生活中所用的也是直流电吗？它的产生原理是什么？【答案】我们现实生活中所用的是交流电，是通过线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动产生的.1．产生条件：在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．2．交变电流的方向(1)线圈每经过中性面一次，线圈中感应电流方向就改变一次．(2)线圈转一周，感应电流方向改变两次．课堂·优化整合交变电流的产生3．线圈处于中性面位置时，磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零；当线圈平面与中性面垂直时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大．矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面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，线框中的感应电动势最大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，各边切割磁感线的速度为零例1解析：线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行，即不切割磁感线，所以电动势等于零，也应该知道此时穿过线框的磁通量的变化率等于零，感应电动势或感应电流的方向也就在此时变化．线框垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两边都垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大，故C、D选项正确．答案：CD1．(多选)下列各图中，线圈中能产生交变电流的有()ABCD【答案】BCD【解析】线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，可以产生交变电流．1．正弦式交变电流的图象(如下图所示)几种常见的交变电流的图象2．其他交变电流的波形(如下图所示)3．共同特点：无论大小是否变化，都有一个共同的特点，就是电流的方向一定在做周期性变化．【特别提醒】(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it或ut图中，正负表示方向，若题中给出了it或ut图，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．如图所示的各图象中表示交变电流的是()解析：A、D两图中，因电流方向均做周期性变化，故属交变电流；而B、C两图象中，虽然电流大小随时间做周期性变化，但方向不变，始终沿正方向，故为非交变电流，属直流电．答案：AD例2ABCD►题后反思分析本题应把握交变电流的特征，即方向是否发生周期性变化．2．如果把发电机接演示电流计，当线圈缓慢转动，电流计指针左右摆动，并且线圈每转动一圈，电流表指针左右摆动一次，说明什么问题？【答案】说明产生的电流的方向不断变化，并且线圈转动一周，电流方向改变两次．1．线圈位于中性面时，各边都不切割磁感线，线圈包围的磁通量没有变化，所以线圈中没有感应电流．且根据楞次定律可知，线圈经过中性面位置前后，线圈中电流方向不同，即线圈平面每经过中性面一次，线圈中电流的方向就改变一次．2．线圈位于中性面的垂面位置时，尽管磁通量最小(为零)，但其变化率最大，由法拉第电磁感应定律，此时感应电动势最大．同时由楞次定律判断可知，线圈平面经过中性面的垂面时，线圈中电流的方向不变．中性面、中性面的垂面位置的特性比较3．两个特殊位置对比对比中性面中性面的垂面位置线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行磁通量最大零磁通量变化率零最大感应电动势零最大感应电流零最大电流方向改变不变【特别提醒】在线圈转动过程中，磁通量最大时，磁通量变化率恰好为零，磁通量为零时，磁通量变化率恰好最大，感应电动势的大小由磁通量变化率决定．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时()A．线圈平面与磁感线方向平行B．通过线圈的磁通量达到最大值C．通过线圈的磁通量变化率达到最大值D．线圈中的电动势达到最大值解析：中性面是磁通量最大的位置，也是磁通量变化率为零的位置，在该位置上磁通量最大，感应电动势为零，无感应电流．答案：B例3►题后反思中性面在研究交变电流产生时起很关键的作用，关键是能够区分这样几个概念：磁通量、磁通量的变化量、磁通量的变化率；电流大小的改变，电流方向的改变等几个物理量在中性面这个位置的特点．3．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，通过线圈平面的磁通量不断变化，什么位置磁通量最大，什么位置磁通量为零．什么位置电流最大，什么位置电流最小？【答案】线圈平面与中性面重合时，穿过线圈的磁通量Φ最大，但磁通量的变化率ΔΦΔt最小为零，感应电动势为零；感应电流为零；电流方向将发生改变．线圈平面与中性面垂直时，穿过线圈的磁通量Φ＝0，但磁通量的变化率ΔΦΔt最大，感应电动势最大，感应电流最大．