高中物理交變電流導(dǎo)學(xué)案

高中物理交變電流導(dǎo)學(xué)案

　　課前預(yù)習(xí)學(xué)案

　　一、預(yù)習(xí)目標(biāo)

　　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(guān)系

　　二、預(yù)習(xí)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(guān)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(yīng)電動勢e＝________，_______感應(yīng)電流

　　感應(yīng)電流方向________，線圈轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向改變______次

　　課內(nèi)探究學(xué)案

　　一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

　　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(guān)系；

　　學(xué)習(xí)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(guān)系

　　二、學(xué)習(xí)過程

　　1、為什么矩形線框在勻強(qiáng)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(qiáng)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(yīng)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(yīng)電動勢、感應(yīng)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(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動的四個過程：

　　當(dāng)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(dá)式：e=Em sinωt，其中Em=2NBLv=NBωS；i=Im sinωt，其中Im=Em/R。

　　當(dāng)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(dá)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(qiáng)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(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)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(dāng)堂檢測

　　1、交流發(fā)電機(jī)在工作時電動勢為e= Emsinωt ，若將發(fā)電機(jī)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(dá)式為-----------A

　　答案：i=5sin(5πt)

　　課后練習(xí)與提高

　　1、如圖甲中所示，一矩形線圈abcd在勻強(qiáng)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(yīng)電動勢最大；

　　B、t2時刻導(dǎo)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(yīng)電流方向相同

　　答案：B C

　　2、如圖所示，一交流發(fā)電機(jī)的線圈在勻強(qiáng)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(yīng)強(qiáng)度B=0.5T，電阻R=311Ω，當(dāng)線圈以n=300r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時，求：

　�、鸥袘�(yīng)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(dá)式；

　�、谴穗妷罕淼氖緮�(shù)是多少？

　　答案：(1)100πV (2)e=100πcos(10πt)V (3)U=220V

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