高中物理 5.1 交变电流导学案 新人教版选修 .doc

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1、山东省菏泽一中高二物理选修3-2导学案：5.1交变电流【学习目标】1、知道交流电直流电的概念及波形图。2、知道交变电流的变化规律及表示方法。3、会分析线圈转动一周过程中电动势和电流方向的变化。【复习巩固】1、感应电流产生的条件是什么？2、判断感应电流的方向如何判断？3、感应电动势的大小如何计算？思考：如右图的所示，导体线框可绕虚线轴匀速转动，此时刻，哪几根导体切割磁感线？哪几根导体能产生感应电动势？感应电流的方向如何判断？【学习过程】（一）交变电流交变电流：和随时间周期性变化的电流叫。直流：不随时间变化的电流称为直流。恒定电流：和都

2、不随时间而改变的电流叫恒定电流。例1、下图中__________是直流电？___________是交变电流？图1思考：交变电流和直流有什么区别？归纳总结：只要________改变的电流就是交变电流.（二）交变电流的产生剖面图：①、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、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的电流最大？④、为了详细的理清课本中这四个图的电流大小及方向的变化情况，完成下表的填写：课本图甲—乙乙乙—丙丙丙—丁丁丁—甲甲电流方向磁

3、通量及变化你根据上表中的信息，能回答下列问题吗？a、磁通量最大时，线圈在什么位置？此时线圈中的电流也是最大吗？b、电流方向在什么位置时方向发生变化？总结规律：中性面(1).定义:(2).特点:（三）交变电流的变化规律1．推导在磁感应强度B的匀强磁场中，矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动，角速度为ω。图中标a的小圆圈表示线圈cd边的横截面，ab、cd长度为L1，ad、bc长度为L2，设线圈平面从中性面开始转动。则经时间t，Badvv图4①线圈与中性面的夹角是多少？②ab边速度方向与磁场方向夹角多大？③ab边的速度是多少？④ab边产生的感应电

4、动势多大？⑤线圈中感应电动势多大？若线圈的匝数为N匝呢？2．规律（1）令EM=，感应电动势的瞬时值。若线圈为N匝，EM=，。（2）若电路为纯电阻，外电阻为R，线圈内阻为r，则瞬时电流为：i=_______________________________________________，。（3）若外电阻为R，线圈内阻为r，路端电压的瞬时值为：u=______________________________________________，。结论：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流是按规律变化的，这种交变电流叫

5、，简称。3.思考：（1）如果从线圈与磁场平行的位置开始计时，写出感应电动势的表达式？（2）如果从与中性面成θ角的位置开始计时，感应电动势的表达式又是怎样？4.几种常见的交变电流波形例2．如图所示为矩形线圈产生交变电流的示意图，若已知N匝线圈的面积为s，处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈绕00′轴旋转的角速度为ω，则从图示位置开始计时线圈产生的瞬时感应电动势的表达式()A．e=NBSωsinωtB．e=NBSωsin2ωtC．e=NBSωcosωtD.e=NBSωcos2ωt课堂练习：1如图，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，

6、当转到图示位置时()A．线圈中感应电流的方向为adcbB．穿过线圈的磁通量为0C．穿过线圈的感应电流为0D．穿过线圈的磁通量的变化率为02．如图所示的100匝矩形线框绕OO′轴匀速转动，角速度为4πrad/s，ab=cd=0.2m，ad=bc=0.1m，线圈总电阻为R=1Ω，磁感应强度B＝1T，试求：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值、感应电流的最大值分别是多少？（2）线圈从图示位置转过30°时感应电动势的瞬时值是多大？O′OcdbaB（3）从图示时刻开始计时，写出感应电动势的瞬时表达式。