交变电流交变电流导学案

1、精选文档5.1交变电流导学案教学目标：1. 会观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念2. 分析线圈转动一周中电动势和电流方向的变化，能对交变电流的产生有比较清楚的了解，具有运用基本原理解决新情境下问题的能力。3. 知道交变电流的变化规律即表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理意义。教学重点：交变电流的产生及表达式的推导教学难点：交变电流的产生及推导学生自主学习：1 .交变电流的产生和变化规律和 时间做 化的电流叫做交变电流，简称交流不随时间变化的电流称为直流。大小和方向都不随时间变化的电流叫做 电流2 .中性面：特点 磁通量，磁通量的变化量磁通量的变化率< 感应电动势

2、e =， 应电流感应电流方向 线圈转动一周，感应电流方向改变 次3. 正弦式电流的产生和变化规律（1）产生考虑下面几个问题：1. 图5.1-3中在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？2. 在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？3. 线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？4. 大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经负载流向F的电流为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。（2 ）变化规律根据图回答下面几个问题： 线圈与中性面的夹角是多少？ ab边速度多大？ ab边速度方向与磁场方向夹角多大？ a

3、b边产生感应电动势多大？ 线圈中感应电动势多大？（1）函数形式：N匝面积为S的线圈绕垂直磁场平行线圈平面的轴以角速度转动,从中性面开始计时，则电压e NBS si nt，（ m= NBS ）ee msin t， 电流 i sin t I m si nt电压 u=IR=I m Rs inwtR R从与中性垂直位置开始计时：（写出对应的表达式）（2）图象：正弦式图像:锯齿形扫描电压波形:矩形脉冲波形:例1 矩形线圈abed的边长ab=cd =40cm, bc = da=30cm,共有200匝，以300r/min的转速在磁感强度为0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴00 '匀速转动在

4、t=0时刻处于图所示位置.此线圈产生的感应电动势最大值Em =V，有效值为E=V，再转过。出现第一次中性面。O x aX X Xx bO'例2 如图所示的100匝矩形线框绕00 '轴匀速转动，转速为120r/min。ab=cd=0.2m , ad=bc=0.1m ，磁感应强度 B=仃，试求:( 1)线圈中产生的感应电动势的最大值是多少？(2)感应电动势的瞬时表达式;课后巩固练习1、交流发电机在工作时的电动势为e = Ems in t，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为()A. EmS in t/ 2B.2Em s in t/2C.EmSi n2tD.

5、2 Em si n2 t2、矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电 压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是()(A) 1s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快,(B) 2 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大，（C） 交流电压的最大值为 36 '2 V，频率为0.25Hz ,（D）交流电压的最大值为36V，周期为4 s。3、如图13-1-5是某交流发电机产生的交变电流的图像，根据图像可以判（）A、此交变电流的频率为5HzB、此交变电流的周期为0.1sC、将标有“ 12V、3W ”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光D、图像上对应的0.15s时

6、刻，发电机中的线圈刚好转至中性面B4. 如图所示，一正方形线圈abed在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对 称轴00 '匀速转动沿00'观察，线圈逆时针转动，已知匀强磁场的 磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为I，电阻为R，转动的角速 度为，则当线圈转至图示位置时（）A .线圈中感应电流方向为 abcdaB.线圈中感应电流为nBIC.穿过线圈的磁通量为0D .穿过线圈的磁通量的变化率为 05. 一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为e=220sin 100 n V,下列说法中正确的是：（）A .频率是50HzB .当t=0时，线圈平面与中性面

7、重合C.当t=1/100 s 时，e的值最大为220 = V D .线圈转动的角速度为314rad/s6、 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随时间t的变化如图所示，下面说法中正确的是（）A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大可编辑精选文档D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值最小7. 一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框，当线框转至中性面时开始计时°ti=1/60s，线框中感应电动势为50V，当t2=1/30s时，线框中感应电动势为50 3 V， 求：（1 ）感应电动势的最大值；（2）线框转动的角速度的大小；（3）线框中感应电动势的瞬时表达式。8. 匀强磁场的磁感应强度B，边长L的正方形线圈abed共N匝，线圈电阻为r，线圈绕 垂直于磁感线的轴00 '以如