高中物理 5.1交变电流导学案新人教版选修3-2.doc

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1、第五章第一节交变电流教学目标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,能对交流电流方向的变化,能对交流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况下问题的能力3.知道交变电流的变化规律及表示方法,知道交变电流的峰值、瞬时值的物理含义教学重点交变电流的产生及变化规律教学过程一、交变电流复习:电流的方向是如何规定的:交变电流:就是和都随做周期性变化的电流叫做,简称交流,俗称交流电。【例1】如图所示各图线中表示交变流电的是()二、交变电流的产生复习:1、如何判断回路中产生的感应电流的方向2、如何判断

2、安培力的方向3、如何计算回路中产生的电动势分析课本32页图5.1-3四个图,思考下列几个问题:1、在该图中,矩形线圈转动过程中,哪些边会产生感应电动势?2、由立体图画出怎样的平面图,便于分析电动势3、在线圈由甲转到乙的过程中,AB边中电流方向如何?4、在线圈由丙转到丁的过程中,AB边中电流方向如何?5、当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电流最大?这些位置磁通量及磁通量的变化率等还有什么特点?6、当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时,各边都不切割磁感线,线圈中没有感应电流,这个特定位置叫做中性面.例如图中的图和图。注意:①中性面与磁场方向.②

3、线圈通过中性面时,穿过线圈的磁通量.③线圈平面通过中性面时感应电动势为.④线圈平面每转过中性面时,线圈中感应电流方向改变一次,转动一周线圈两次通过中性面,故一周里线圈中电流方向改变次.三、交变电流变化规律公式表达:感应电动势的瞬时表达式为e=Bsωsinωt=εmsinωt感应电流瞬时值表达式i=Imsinωt图象表达:【例2】一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动,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变化率的绝对值最

4、大D.每当e转换方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都为最大【例3】如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=2T,匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴OO′匀速转动,角速度ω=200rad/s。已知ab=0.1m,bc=0.2m,线圈的总电阻R=40Ω,试求:(1)感应电动势的最大值,感应电流的最大值;(2)设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;(3)画出感应电流的瞬时值i随ωt变化的图象;(4)当ωt=30°时,穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大?5.1交变电流参考答案【例1】BCD【例2】答案:D。解析:t1、t3时刻线圈中

5、的感应电动势e=0,即为线圈经过中性面的时刻,此时线圈的磁通量为最大,但磁通量的变化率却为零,所以选项A、C不正确。t2时刻e=-Em,线圈平面转至与磁感线平行,此时通过线圈的磁通量为零,磁通量的变化率却最大,故B也不正确。每当e变换方向时,也就是线圈通过中性面的时刻,通过线圈的磁通量的绝对值为最大,故D正确。【例3】解析:(1)因为线圈匀速转动,感应电动势的最大值就出现在图示位置Em=nBSω=6×2×0.1×0.2×200V=48V感应电流最大值Im=A=1.2A(2)感应电动势的瞬时值表达式:e=Em·sinωt=48sin200tV(3)i-ωt图象如图所

6、示。(4)当线圈从图示位置转过30°角时,穿过线圈的磁通量Φ和感应电动势e分别为:Φ=BL1·L2·sin30°=2×0.1×0.2×Wb=0.02Wbe=48sin30°V=48×V=24V由欧姆定律可得此时电流瞬时值为:i=A=0.6A

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