高中物理交變電流導學案
高中物理交變電流導學案
課前預習學案
一、預習目標
1、知道交變電流產(chǎn)生的原理
2、知道交變電流的變化規(guī)律及物理量間的關系
二、預習內(nèi)容
1、交變電流
________和________隨時間做_________變化的電流叫做交變電流，簡稱交流（ ）
________不隨時間變化的電流稱為直流（ ）
大小和方向都不隨時間變化的電流叫做_________電流
2、交變電流的產(chǎn)生
（1）過程分析
特殊位置甲乙丙丁戊
B與S的關系
磁通量的大小
4個過程中的變化
電流方向
磁通量的變化率
（2）中性面：_______________________________
磁通量___________
磁通量的變化率____________
感應電動勢e＝________，_______感應電流
感應電流方向________，線圈轉(zhuǎn)動一周，感應電流方向改變______次
課內(nèi)探究學案
一、學習目標
1、理解交變電流的產(chǎn)生原理及變化規(guī)律；
2、理解描述交變電流幾個物理量以及它們之間的關系；
學習重難點：交變電流的產(chǎn)生原理、變化規(guī)律及物理量間的關系
二、學習過程
1、為什么矩形線框在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線框里能產(chǎn)生交變電流？
2、交變電流的產(chǎn)生過程中的兩個特殊位置及特點是什么？
(1)中性面：與勻強磁場磁感線垂直的平面叫中性面.線圈平面處于跟中性面重合的位置時；
(a)線圈各邊都不切割磁感線，即感應電流等于零；
(b)磁感線垂直于該時刻的線圈平面，所以磁通量最大，磁通量的變化率為零.
(c)交變電流的方向在中性面的兩側(cè)是相反的.
(2)線圈平面處于跟中性面垂直的位置時，線圈平面平行于磁感線，磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應電動勢、感應電流均最大，電流方向不變.
3、交變電流的變化規(guī)律：
如圖5－1－1所示為矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的四個過程：
當以線圈通過中性面對為計時起點時，交變電流的函數(shù)表達式：e=Em sinωt，其中Em=2NBLv=NBωS；i=Im sinωt，其中Im=Em/R。
當以線圈通過中性面對為計時起點時，交變電流的函數(shù)表達式：e=Em sinωt，其中Em=2NBLv=NBωS；i=Im sinωt，其中Im=Em/R。
圖5－1－2所示為以線圈通過中性面時為計時起點的交變電流的e－t和i-t圖象：
三、反思總結(jié)
1.矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動（繞與磁場垂直的軸）時，線圈中產(chǎn)生正弦交變電流，從中性面開始計時，感應電動勢的瞬時值表達式為：
e=NBSωsinωt= Emsinωt
e?ωt圖線是一條正弦曲線.
2.中性面特點：最大，而e=0.
四、當堂檢測
1、交流發(fā)電機在工作時電動勢為e= Emsinωt ，若將發(fā)電機的轉(zhuǎn)速提高一倍，同時將電樞所圍面積減少一半，其它條件不變，則電動勢為（ ）
A、e= Emsin（ωt/2） B、e= 2Emsin（ωt/2）
C、e= Emsin2ωt D、e= Em/2sin2ωt
答案：C
2、如圖是一個正弦交變電流的i?t圖象，根據(jù)這一圖象，該交流電的瞬時值表達式為-----------A
答案：i=5sin(5πt)
課后練習與提高
1、如圖甲中所示，一矩形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈所圍面積的磁通量隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，下列論述正確的是（ ）
A、t1時刻線圈中感應電動勢最大；
B、t2時刻導線ad的速度方向跟磁感線垂直；
C、t3時刻線圈平面與中性面重合；
D、t4 、t5時刻線圈中感應電流方向相同
答案：B C
2、如圖所示，一交流發(fā)電機的線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)N=100，線圈電阻r=3Ω，ab=cd=0.5m，bc=ad=0.4m，磁感應強度B=0.5T，電阻R=311Ω，當線圈以n=300r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時，求：
⑴感應電動勢的最大值；
⑵t=0時刻，線圈在圖示位置，寫出此交變電流電動勢的瞬時值表達式；
⑶此電壓表的示數(shù)是多少？
答案：(1)100πV (2)e=100πcos(10πt)V (3)U=220V
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