教科版交变电流导学案与作业(含答案)第5节

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高中物理交变电流导学案教科版选修

高中物理交变电流导学案教科版选修学习目标：1、能够说出交流电和直流电的区别，交流电的产生原理。

2、能记住正弦式交变电流的变化规律，会应用变化规律求交变电流的峰值、瞬时值、有效值，并能说出它们的区别和联系。

3、能说出描述交流电的物理量，如周期和频率，知道之间的关系。

重点难点：1、交流电产生的原因，交流电的特点和规律。

2、对交流电有效值的理解。

课程导学：一、交变电流的产生和变化规律1、交变电流：_________和_________都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流（AC），方向变化为其主要特征；＿＿＿＿不随时间发生改变的电流就是直流电。

2、正余弦交变电流（1）特点：随时间按_____________________________变化的交变电流。

（2）产生：如图所示，将线圈置于______磁场中，并绕＿＿＿于磁场的轴_____转动，线圈中就会产生正（余）弦交变电流。

（3）中性面①定义：与磁场方向__________的平面。

②特点：a、线圈转到中性面时，穿过线圈的磁通量_________，磁通量的变化率为__________，感应电动势为______________。

b、线圈转动一周，_____次经过中性面，线圈每经过_________一次，电流的方向就改变一次。

3、正弦式电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时）（1）电动势瞬时值表达式（e）：e=______________________（2）电压瞬时值表达式（u）：u=_______________________（3）电流瞬时值表达式（i）：i=_______________________（4）用图像表示上述规律【练习1】一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是（）A、线圈平面与磁感线方向平行B、通过线圈的磁通量达到最大值C、通过线圈的磁通量变化率达到最大值D、线圈中的感应电动势为零二、描述交变电流的物理量1、周期和频率（1）周期T：交变电流完成＿＿＿＿＿＿＿＿所用的时间。

5.1交变电流经典导学案

5.1 《交变电流》导学案〖知识储备〗1．定义：________ 和___________随时间作周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流．说明：________随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征．2．正弦式电流（1）定义：随时间按_____________规律变化的电流叫做正弦式电流．说明：①在我国工农业生产及生活中使用的交变电流都是正弦式电流，但并非只有按正弦规律变化的电流才叫交变电流．②正弦式交变电流的图象是正弦曲线（2）正弦式电流产生：当线圈在________磁场中绕________于磁场方向的轴做_______转动时，线圈中就产生正弦式电流．（3）正弦式电流的规律：假定线圈从跟磁感线垂直的平面（也叫中性面）开始转动，则产生的交变电流的瞬时值表达式为i ＝__________；电动势瞬时值的表达式为e ＝__________；电压瞬时值表达式为u ＝______________.穿过线圈的磁通量的瞬时表达式Φ=_____________.3.中性面（1）定义：与磁感线___________的平面叫做中性面．（2）中性面特点：a.穿过线圈的磁通量Φ最______；b.磁通量的变化率最_______；c.电动势e 及电流I 均为________；d.线圈经此位置电流方向_________改变．说明：除中性面之外，在交流电产生过程中还有一个特殊位置，那就是与磁感线平行的平面（或叫与中性面垂直的平面）．该平面的特点：（1）穿过线圈的磁通量最__________（Φ＝0）；（2）磁通量的变化率最__________〖基础巩固〗1．甲、乙两电路中电流与时间关系如图所示，属于交变电流的是( )A ．甲、乙都是B ．甲是乙不是C ．乙是甲不是D ．甲、乙都不是2．在图中，不能产生交变电流的是( )3．交流发电机在工作时的电动势e ＝E m sin ωt .若将线圈匝数、线圈面积都提高到原来的两倍，其他条件不变，则电动势变为( )A ．e ＝2E m sin ωtB ．e ＝4E m sin ωtC ．e ＝12E m sin ωtD ．e ＝14E m sin ωt 4.矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示．下列结论正确的是( )A ．在t ＝0.1 s 和t ＝0.3 s 时，电动势最大B ．在t ＝0.2 s 和t ＝0.4 s 时，电动势改变方向C ．电动势的最大值是157 VD ．在t ＝0.4 s 时，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s5. 如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R .线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框从中性面开始转过π2的过程中，求通过导线横截面的电荷量q .〖强化训练〗1．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法中不正确的是()A．在中性面时，通过线圈的磁通量最大B．在中性面时，感应电动势为零C．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零D．线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次2．线圈在匀强磁场中转动产生电动势e＝10sin20πt V，则下列说法正确的是()A．t＝0时，线圈平面位于中性面B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速率最大D．t＝0.4 s时，e有最大值10 2 V3. 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大D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大4．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的正弦式交变电流i＝I m sin ωt.若保持其他条件不变，使线圈的匝数和转速各增加1倍，则电流的变化规律为()A．i′＝I m sin ωt B．i′＝I m sin 2ωt C．i′＝2I m sin ωt D．i′＝2I m sin 2ωt 5.如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象，根据图象可知()A．此感应电动势的瞬时表达式为e＝200sin0.02tB．此感应电动势的瞬时表达式为e＝200sin100πtC．t＝0.01 s时，穿过线圈的磁通量为零D．t＝0.02 s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大6.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图所示．则下列说法中正确的是()A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大C．t＝0.02 s时刻，感应电动势达到最大D．该线圈转动的角速度为50π rad/s7.如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动(ab向纸外，cd向纸内)．若从图所示位置开始计时，并规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是图中的()和P28.如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→dD．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力9．如图甲所示，a、b为两个并排放置的共轴线圈，a中通有如图乙所示的交变电流，则下列判断错误的是()A ．在t 1到t 2时间内，a 、b 相吸B ．在t 2到t 3时间内，a 、b 相斥C ．t 1时刻两线圈间作用力为零D ．t 2时刻两线圈间吸引力最大10．发电机的转子是匝数为100，边长为20 cm 的正方形线圈，将它置于磁感应强度B ＝0.05 T 的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100π rad/s 的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时．线圈和外电路的总电阻R ＝10 Ω.线圈从计时开始，到转过60°过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？11.如图所示，匀强磁场B ＝0.1 T ，矩形线圈的匝数N ＝100，边长ab ＝0.2 m ，bc ＝0.5 m ，以角速度ω＝100π rad/s 绕OO ′轴匀速转动．当线圈通过中性面时开始计时，试求：线圈中感应电动势的表达式．12.如图所示，线圈的面积是0.05 m 2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R ＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为B ＝1πT ，当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时，求： (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．(2)线圈转了130s 时电动势的瞬时值多大？ (3)电路中流过电阻R 的电流的峰值是多少？。

高中物理第二章交变电流第4节电容器在交流电路中的作用第5节电感器在交流电路中的作用学案

电容器在交流电路中的作用电感器在交流电路中的作用1.了解电容器在电路中起隔断直流、导通交变电流的作用，定性了解电容器对交变电流有阻碍作用，知道影响容抗大小的因素．(重点＋难点)2.了解电感器在电路中对直流有导通作用，能通过交变电流，定性了解电感对交流有阻碍作用，知道影响感抗大小的因素．(重点＋难点)3.简单了解电感器和电容器在电子技术中的应用．一、电容器对交流电的导通作用1．电容器不能使直流电通过，但能导通交流电．2．电容器导通交流电的实质：电容器接入交变电路中时，由于两极板的电压在周期性地变化，使电容器反复地充电和放电，虽然电容器的两极板间并没有电流通过，但在连接电容器和电源的电路中却形成交变电流．1．使用220 V交流电源的电器设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘，但是有时用手触摸外壳时会有“麻手”的感觉，用测电笔测试时氖管也会发光，这是为什么呢？采取什么措施可解决这一问题？提示：与电源连接的机芯和金属外壳构成一个电容器，交变电流能够通过这个电容器，也就是说机芯、外壳间始终在进行着充放电，所以能感觉到“漏电”．解决方案就是金属外壳接地，其实现在生产的电器设备都增加了这一接地线．二、电容器对交流电的阻碍作用1．电容器对交流电有阻碍作用，此作用称为容抗．2．容抗的大小跟电容和交流电的频率有关．电容越小，容抗越大；频率越低，容抗越大．3．容抗公式：X C＝12πfC__．三、电容器在电子技术中的应用在电子技术中，常用的电容器有隔直电容(图甲)和旁路电容(图乙)两种．1．隔直电容：直流不能通过电容器C ，只能经电阻R 形成回路．2．旁路电容：C 的电容较小，低频信号不能通过，但高频干扰信号可以通过．四、电感器对交流电的阻碍作用1．电感器对交流电有阻碍作用，此作用称为感抗． 2．线圈的电感(即自感系数L )越大，交流电的频率越高，感抗越大．3．感抗公式：X L ＝2πfL ．五、电感器在电子技术中的应用两种扼流圈⎩⎪⎨⎪⎧低频扼流圈，主要作用“通直流、阻交流”.高频扼流圈，主要作用“通低频、阻高频”.2．直流电与交流电哪个更容易通过电感线圈？低频交流电与高频交流电哪个更容易通过电感线圈？提示：电感线圈对交流电有阻碍作用，对直流电没有阻碍作用，交流电的频率越高，阻碍作用越强.电容器对交变电流的阻碍作用当交变电流“通过”电容器时，给电容器充电或放电，形成充电或放电电流，在形成电流的过程中，对自由电荷来说，当电源的电压推动它们向某一方向做定向移动的时候，电容器两极板上积累的电荷却反抗它们向这个方向做定向移动，也就是说在电容器充电与放电过程中，在电容器两极形成跟原电压相反的电压，这就对电流产生了阻碍作用，即容抗X C ，X C ＝12πfC. 将电容器的两极接在交变电源两端时，电路中能产生持续的电流，这是由于电容器不断地交替产生充电与放电电流，但电路中的自由电荷并没有跨过电容器两极间的电介质从一个极板到达另一个极板．如图所示，白炽灯和电容器串联后接入交流电源两端，当交流电的频率增大时( )A ．电容器电容增大B ．电容器电容减小C ．电灯变暗D ．电灯变亮[思路点拨] 电容器对交变电流的阻碍作用与电容器的电容和交变电流的频率有关，而电容是由电容器本身的因素所决定．[解析] 由于电容器的电容是由本身结构及特性决定的，与电源的频率无关，故A 、B 两项错误；当电源频率增大时，由容抗X C ＝12πfC可知，容抗减小，故整个电路中的电流增大，所以电灯变亮，故C 错误，D 正确．[答案] D1.(多选)如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交流电源的频率增加时( )A ．电流表示数增大B ．电压表示数增大C ．灯泡变暗D ．灯泡变亮解析：选AD.由频率增加可知，容抗减小，电流增大，电灯两端电压增大，电压表示数变小，灯泡功率增大而变亮，故选A 、D.电感器对交变电流的阻碍作用电感器对交变电流阻碍作用的实质交变电流通过线圈时，电流的大小和方向都不断变化，线圈中就必然会产生自感电动势．自感电动势的作用就是阻碍引起自感电动势的电流的变化．这样就形成了对交变电流的阻碍作用．当交变电流通过线圈时由产生的自感电动势E L ＝L ΔI Δt可知交变电源的频率越高，电流的变化越快，自感系数越大，产生的自感电动势就越大，即对交变电流的阻碍作用越大，也就是感抗越大，进一步研究表明感抗X L ＝2πfL .在交变电流经过电感线圈时产生的自感电动势仍然满足法拉第电磁感应定律和楞次定律，产生的自感电动势总是阻碍原电流的变化，这种作用的具体表现即是感抗．(多选)如图所示电路中，L 为电感线圈，R 为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u ＝2202·sin 100πt V ．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz ，下列说法正确的有( )A．电流表示数增大B．电压表示数增大C．灯泡变暗D．灯泡变亮[思路点拨] 自感系数L越大，感抗越大，交变电流的频率f越大，感抗X L也越大，对电流的阻碍作用越强，电流越小，灯泡越暗．[解析] 由交流电压的瞬时值表达式可知电源频率原为50 Hz，当变为100 Hz时，线圈的感抗(X L＝2πfL)增大，电流减小，则电流表示数减小，所以A选项错误．因为流过灯泡的电流减小，所以灯泡变暗，即C正确，D错误．又电压表所测量的是线圈两端电压，而U L ＝U－U R，因U不变，灯泡两端的电压U R＝IR减小，所以U L增大．所以选项B也是正确的．[答案] BC解答此类题目的关键：(1)电感线圈的感抗X L＝2πfL，在自感系数不变的情况下与频率成正比．(2)能够正确判断出电压表、电流表所测量的元件，及电路的连接方式．2.交变电流通过一段长直导线时，电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈，如图所示，再接入原电路，通过线圈的电流为I′，则( )A．I′>I B．I′<IC．I′＝I D．无法比较解析：选B.长直导线的自感系数很小，感抗可忽略不计，其对交变电流的阻碍作用可以看做是纯电阻，流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用．当导线绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，对交变电流的阻碍作用不但有电阻，而且有感抗，阻碍作用增大，电流减小．故答案应选B.电阻、感抗、容抗的区别电阻感抗容抗产生的原因定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化电容器两极板上积累的电荷对这个方向定向移动的电荷的反抗作用在电路中的特点对直流、交流均有阻碍作用只对变化的电流(如交流)有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流决定因素由导体本身(长短、粗细、材料)决定，与温度有关由线圈的自感系数和交流电的频率决定(成正比)由电容的大小和交流电的频率决定(成反比)电能的转化与做功电流通过电阻做功，电能转化为内能电能与磁场能往复转化电能与电场能往复转化虽然不要求应用容抗、感抗的公式进行计算，但熟记感抗及容抗公式X L＝2πfL和X C＝12πfC可快速判定感抗、容抗大小变化．(多选)如图所示，当交流电源的电压(有效值)U＝220 V，频率f＝50 Hz，3只灯泡L1、L2、L3的亮度相同(L无直流电阻)，若将交流电源的频率变为f＝100 Hz，电压不变，则( )A．L1灯比原来亮B．L2灯比原来亮C．L3灯和原来一样亮D．L3灯比原来亮[思路点拨] 根据电容器、电感器和电阻对电流的作用特点判断灯泡的亮、暗变化．[解析] 当将交流电源的频率换为f＝100 Hz时，交流电源的频率变大，根据电容器、电感器和电阻对电流作用的特点可知电容器的容抗减小，对电流的阻碍作用减弱，L1中的电流增大，L1变亮，A项正确；电感的感抗增大，对电流的阻碍作用增强，L2中的电流减小，L2变暗，B项错误；电阻的阻值不变，通过L3的电流也不变，亮度和原来一样，C项正确、D项错误．[答案] AC电阻、电感线圈、电容器在交流电路中的作用电阻对所有电流阻碍作用相同，阻碍的结果是电能转化为内能；纯电感线圈、电容器对交流的阻碍作用与频率有关，阻碍的结果是电能和磁场能、电场能相互转化．3.(多选)如图所示，三个灯泡相同，而且足够耐压，电源内阻忽略．单刀双掷开关S接A时，三个灯亮度相同，那么S接B时( )A．三个灯亮度不再相同B．甲灯最亮，丙灯不亮C．甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮D．只有丙灯不亮，乙灯最亮解析：选AD.S接A时，为交流电源，此时R、L、C对交变电流的阻碍作用相同；S接B时，变为直流电源，故三灯亮度不再相同，其中乙灯最亮，而丙灯不亮，故A、D正确．电感和电容电路的综合分析如图所示是电视机电源部分的滤波装置，当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后，能在输出端得到较稳定的直流电，试分析其工作原理及各电容和电感的作用．[思路点拨] 解答本题时可按以下思路分析:[解析] 当含有多种成分的电流输入到C1两端时，由于C1具有“通交流、隔直流”的功能，电流中的交流成分被衰减；而线圈L有“通直流、阻交流”的功能，直流成分电流顺利通过L，一小部分交流通过L；到达C2两端时，由于C2具有“通交流、隔直流”的功能，C2进一步滤除电流中残余的交流成分，这样在输出端得到较稳定的直流电．[答案] 见解析交流电路的分析跟直流电路的分析有很多相似的地方，但是由于电感、电容等电路元件自身的特点，而造成在分析电路时的不同，要特别注意这些元件的特性．4.如图所示，线圈L的自感系数和电容器的电容C都很小(如L＝100 μH，C＝100 pF)，此电路的主要作用是( )A．阻直流、通交流，输出交流电B．阻交流、通直流，输出直流电C．阻低频、通高频，输出高频交流电D．阻高频、通低频，输出低频交流电和直流电解析：选D.因线圈L的自感系数很小，所以对低频交流成分的阻碍作用很小，这样直流成分和低频交流成分能顺利通过线圈．电容器C为一旁路电容，因其电容很小，对高频交流成分的阻碍作用很小，这样部分通过线圈的高频交流成分又经过电容器C形成回路，最终输出的应为低频交流电和直流电，选项D正确．1．下列说法中正确的是( )A．电感器对交流的阻碍作用是因为电感器存在电阻B．电容器对交流的阻碍作用是因为电容器的电阻C．感抗、容抗和电阻一样，电流通过它们做功时都是电能转化为内能D．在交变电路中，电阻、感抗、容抗可以同时存在解析：选D.交变电流通过线圈时，在线圈上产生自感电动势，对电流的变化起到阻碍作用，A错．交流电通过电容器时，电容器两极间的电压与电源电压相反，阻碍了电流的流动，B 错．电流通过它们做功时，只有在电阻上产生热，在线圈上产生磁场能，在电容器上产生电场能，C错，故D对．2．(多选)电感器对交变电流影响的以下说法中，正确的是( )A．电感器对交变电流有阻碍作用B．电感器对交变电流阻碍作用越大，感抗就越小C．电感器具有“通交流、阻直流，通高频、阻低频”的性质D．线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感器对交变电流的阻碍作用就越大解析：选AD.电感器对交变电流有阻碍作用，且频率越高阻碍作用越大．线圈自感系数越大，对相同频率的交变电流阻碍作用越大，故A、D正确．电感器有“通直流、阻交流，通低频、阻高频”的特点，故C错误．3．(多选)对电容器能通交变电流的原因，下列说法正确的是( )A．当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流B．当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流C．在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动D．在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器解析：选BD.电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的，并无电荷流过电容器．4．如图所示，在电路两端加上正弦交流电，保持电压有效值不变，使频率增大，发现各灯的亮暗情况是：灯L1变亮，灯L2变暗，灯L3不变，则M、N、L中所接元件可能是( )A．M为电阻，N为电容器，L为电感线圈B．M为电感线圈，N为电容器，L为电阻C．M为电容器，N为电感线圈，L为电阻D．M为电阻，N为电感线圈，L为电容器解析：选C.当交变电流的频率增大时，电感器对交变电流的阻碍作用增大，故与电感器串联的灯泡变暗，即N为电感器；电容器对交变电流的阻碍作用随交变电流频率的增大而减小，故与电容器串联的灯泡变亮，即M为电容器；由于电阻的大小与交变电流的频率无关，故与电阻串联的灯泡亮度不变，即L为电阻．故选项C正确．5．如图所示的电路，有直流和交流成分的电流通过，为了尽量减少R2上的交流成分，应( )A．选用自感系数较大的线圈和电容较小的电容器B．选用自感系数较小的线圈和电容较大的电容器C．选用自感系数较小的线圈和电容较小的电容器D．选用自感系数较大的线圈和电容较大的电容器解析：选D.由于电感器具有“通低频、阻高频”、电容器具有“隔直流、通交流”的作用，故通过线圈L后的高频电流减少了，将电容器C与电阻R2并联，交流成分经过电阻R2“旁边”的电容器C，而直流成分不能通过电容器而通过电阻R2，这样负载电阻R2的交流成分就更少了，为了尽量减少R2上的交流成分，应该选用自感系数较大的线圈和电容较大的电容器，故D对，A、B、C错．一、单项选择题1．在交流电路中，要减小电容器的容抗，可以( )A．减小两极板的正对面积B．减小极板间的距离C．适当增大交变电流的电压D．减小交变电流的频率解析：选B.容抗与交流电压的大小无关，f减小，容抗增大，C、D错误；极板正对面积减小，C减小，容抗增大，A错误；两极间距离减小，C增大，容抗减小，B正确．2．如图所示的电路，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表A示数增加，可行的办法是( )A．使发电机F的转速增加B．使发电机的转速减小C．在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质D．使电容器两板间距离增大解析：选A.发电机转速增加，交变电流的频率增加，容抗减小，发电机电动势随转速增加而增大，故A对，B错．电容器间的电介质介电常数减小，或距离增大，电容都减小，容抗增大，电流减小，故C、D均错．3．关于低频扼流圈，下列说法中正确的有( )A．这种线圈的自感系数很小，对直流无阻碍作用B．这种线圈的自感系数很大，对低频交流有很大的阻碍作用C．这种线圈的自感系数很大，对高频交流的阻碍作用比对低频交流的阻碍作用更大D．这种线圈的自感系数很小，对高频交流的阻碍作用很大而对低频交流的阻碍作用很小解析：选C.这种线圈的自感系数很大，且线圈本身有电阻，所以对直流电也有一定的阻碍作用，但较小可忽略，A错；低频扼流圈的自感系数较大，它对电流的阻碍作用是“通低频，阻高频”，故选项C正确．4．两个相同的白炽灯泡L1和L2接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联．当a、b间接电压最大值为U m、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同．更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度低于灯L2的亮度．新电源两极的电压最大值和频率可能是( )A．最大值仍为U m，而频率大于fB．最大值仍为U m，而频率小于fC．最大值大于U m，而频率仍为fD．最大值小于U m，而频率仍为f解析：选B.更换新电源后，灯L1的亮度低于灯L2的亮度，说明电容器的容抗增大，电感器的感抗减小．由频率对容抗、感抗的影响可知新电源频率减小，所以B正确．5．某电源输出的电流中既有交流又有直流成分，如果需要在R上得到直流成分，应在如图所示电路中的A、B两处连接合适的元件．合理的连接方式是( )A．A、B处均接电感器B．A、B处均接电容器C．A处接电感器，B处接电容器D．A处接电容器，B处接电感器解析：选C.由于直流和交流都可以通过电感线圈，而电容器只允许交流通过，故A处接电感器，B处接电容器，就可以使R上得到直流成分，C正确．6．在频率为f的交流电路中，如图所示，当开关依次分别接通R、C、L支路时，通过各支路的电流有效值相等，若将交变电流的频率提高到2f，保持其他条件不变，则下列几种情况可能的是( )A．通过R的电流有效值不变B．通过C的电流有效值变小C．通过L的电流有效值变大D．通过R、C、L的电流有效值都不变解析：选A.电阻对交变电流的阻碍作用与交变电流的频率无关，因此通过电阻的电流有效值不变，故A选项正确．二、多项选择题7．在交流电路中，下列说法正确的是( )A．影响电流与电压关系的，不仅有电阻，还有电感和电容B．电感器对交变电流有阻碍作用，是因为交变电流通过电感线圈时，线圈中产生自感电动势阻碍电流的变化C．交变电流能通过电容器，是因为交变电压的最大值大于击穿电压，电容器被击穿了D．电容器的电容越大、交变电流的频率越高，容抗就越大解析：选AB.交变电流能通过电容器是因为交流电路中的电容器的两极加上交变电压后，两极板上不断进行充、放电，电路中产生电流，表现为交变电流通过了电容器，故C项错．电容器的电容越大、交变电流的频率越高，容抗越小，D项错．8．“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器，音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频和机械振动，如图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则( )A．甲扬声器是低音扬声器B．C2的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器C．L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D．L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流解析：选AD.电感对电流的阻碍作用是“通直流，阻交流”“通低频，阻高频”，电容对电流的阻碍作用是“通交流，隔直流”“通高频，阻低频”．线圈L1的作用是让低频信号通过，阻碍高频成分，通过线圈L1的信号中还有少量的高频成分，C1的作用就是滤掉少量的高频成分，让低频信号通过扬声器甲，故扬声器甲是低音扬声器，选项A正确、C错误；C2的作用是让高频信号通过，阻碍低频成分，L2的作用是让低频信号通过，阻碍高频成分通过，减弱通过扬声器乙的低频电流，扬声器乙是高音扬声器，选项B错误，D正确．9.某电路的输入电流既有直流成分，又有交流高、低频成分，若通过如图装置，只把交流低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各元件的作用，说法正确的是( )A．L起到消除交流成分的作用B．C1是隔直电容器C．C2起到消除高频成分的作用D．以上说法都不对解析：选BC.线圈L通直流阻交流，起到消除直流成分的作用，A错；C1隔直流通交流，B 对；C2允许高频通过，起到消除高频成分的作用，C对．10．某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图甲所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件)．为了确定各元件种类，小华同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后(如图乙所示)，分别将AB、BC、CD接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图丙a、b、c所示，则下列判断中正确的是( )A．AB间是电容器B．BC间是电感线圈C．CD间是电容器D．CD间是定值电阻解析：选ABD.根据题图a可知，有瞬时充电电流，稳定后电路中无电流，说明AB间是电容器，充电完毕，电路为开路，故A正确．根据题图b可知，阻碍电流增大，但是稳定后电流恒定，符合电感线圈的特点，所以BC间为电感线圈，故B正确．根据题图c，接通电路后，电流马上达到稳定值，说明CD间为定值电阻，故C错误，D正确．三、非选择题11．如图所示，从AO输入的信号中，有直流电和交流电两种成分．(1)现在要求信号到达BO两端只有交流电，没有直流电，需要在AB端接一个什么元件？该元件的作用是什么？(2)若要求信号到达BO端只有直流电，而没有交流电，则应在AB端接入一个什么元件？该元件的作用是什么？解析：根据电容器和电感器对直流电和交流电的作用原理进行分析．(1)因为BO端不需要直流电，只需要交流电，故根据电容器C有“通交流、隔直流”作用，应在AB端接入一个电容器C.该电容器对直流电有阻隔作用，对交流电有通过作用．(2)因为BO端不需要交流电，只需要直流电，故根据电感L有“通直流、阻交流”的作用，应在AB端接入一个低频扼流圈．答案：(1)电容器通交流、隔直流(2)低频扼流圈通直流、阻交流12．在电子技术中，从某一装置输出的电流既有高频成分又有低频成分，如果只需要把低频成分输送到下一级装置，只要在两极电路之间接入一个高频扼流圈就可以了．高频扼流圈是串联还是并联接入电路？如图所示的接法对吗？为什么？解析：因为高频扼流圈自感系数较小，它有通低频、阻高频的功能，低频通过它很容易，而高频交流通过时却很“费力”，因此，在电路中串联一个高频扼流圈就可以达到只把低频交流成分输送到下一级装置的目的．答案：串联正确原因见解析。

高二物理《交变电流》学案

第五章交变电流第一节《交变电流》导学案教学目标:1、理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面及中性面的准确含义；2、掌握交变电流的变化规律及表示方法；3、理解交变电流的瞬时值和最大值；4、掌握交变电流的变化图像及应用。

教学重点：交变电流产生的物理过程的分析。

教学难点：交变电流的变化规律及应用。

（一）引入新课一、交变电流：演示实验：将手摇发电机模型与两个发光二极管组成闭合电路。

当线框快课本P31速转动时，观察到什么现象? 这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做。

方向不随时间变化的电流称为__ ____，大小和方向都不随时间变化的电流称为_ ．二、交变电流的产生：上图为交流发电机示意图。

假定线圈沿逆时针方向匀速转动，从甲图至丁图，考虑回答下列问题。

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、在线圈由乙转到丙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？3、在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？4、在线圈由丁转到甲的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？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的电流最大？6、大致画出通过电流表的电流随时间的变化曲线，假设从E经过负载流向F的电流记为正方向，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。

7.中性面是指在磁场中线圈与垂直的平面，此位置穿过闭合线圈的磁通量为，磁通量的变化率为，感应电动势为。

总结:（1）（甲）（丙）中性面（线圈与磁感线垂直的平面）特点: a. 磁通量Φ最大b. E＝0，磁通量的变化率ΔΦ/Δt为零c. 当线圈转至中性面时，电流方向发生改变d. 线圈转动一周电流方向改变两次（2）（乙）（丁）感应电动势的最大值面（线圈垂直中性面）特点：a. 磁通量Φ为0b. E最大，磁通量的变化率ΔΦ/Δt最大三、交变电流的变化规律:1、线圈在__ __磁场中绕___ ____ _ _的轴匀速转动时，产生交变电流，此交变电流按正弦规律变化叫做______ _____ _____电流。

(完整版)5、1交变电流导学案

高二物理选修3-2第五章交变电流人生最大的喜悦是每个人都说你做不到，但你却完成了它！黄州西湖中学物理学科导学案活页年级高二班级班学号姓名课题：5、1交变电流授课教师：余萍学科组长：余萍教研组长：余萍学习目标：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1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及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理含义。

学习重点：交变电流产生的物理过程的分析学习难点：交变电流的变化规律及应用学习方法：自主学习、合作探究教具准备：学时安排：2学时学习过程学习内容一.交变电流1、定义：________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流；（1）________不随时间变化的电流称为直流；（2）________和_______都不随时间变化的电流叫做_________电流；2、实验（1）构造：电枢：磁体：转动的部分：不动的部分：（2）演示：将手摇发电机模型与小灯泡组成闭合电路。

当线框快速转动时，观察到什么现象?3、阅读科学漫步，比较旋转电枢式发电机和旋转磁极式发电机旋转电枢式发电机旋转磁极式发电机特点优缺点二、交变电流的产生探究问题：1、为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？2、当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线?3、在线圈由甲到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？4、在线圈由丙到丁的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？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的电流最大？6、线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小?7、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E经过负载流向F的电流记为正，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。

小结：（1）中性面—— （2）线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ ，但=∆∆Φt。

第五章交变电流第5节课时跟踪训练

第五章交变电流第5节课时跟踪训练(时间30分钟满分60分)一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。

每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其客观原因是电网陈旧老化。

近来进行农村电网改造，为减少远距离输电的损耗而降低电费价格可采用的措施有() A．提高输送功率B．增大输送电流C．提高高压输电电压D．减小输电导线的横截面积解析：提高高压输电电压可减少远距离输电的损耗，故C选项正确，其他选项均错。

答案：C2．电学中的库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律(有关感应电动势大小的规律)、磁场对电流作用的规律都是一些重要的规律，图1为远距离输电系统的示意图(为了简单，设用户的用电器是电动机)，下列选项中正确的是()图1A．发电机能发电的主要原理是库仑定律，变压器能变压的主要原理是欧姆定律，电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律B．发电机能发电的主要原理是磁场对电流作用的规律，变压器能变压的主要原理是欧姆定律，电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律C．发电机能发电的主要原理是欧姆定律，变压器能变压的主要原理是库仑定律，电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律D．发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律，变压器能变压的主要原理是法拉第电磁感应定律，电动机通电后能转动起来的主要原理是磁场对电流作用的规律解析：发电机是将其他形式的能转化为电能的设备，应用的是法拉第电磁感应定律；变压器是由电流的变化产生磁场的变化，从而使得线圈内的磁通量发生变化，产生感应电流，也是应用法拉第电磁感应定律；电动机是将电能转化为其他形式能的设备，通电导线在磁场中要受到力的作用从而运动，是磁场对电流作用规律的应用。

答案：D3．远距离输送一定功率的交变电流，若输电电压提高到原来的n倍，则下列说法中正确的是 ( )A ．输电线上的电流变为原来的n 倍B ．输电线上的电压损失变为原来的1/n 2C ．输电线上的电功率损失变为原来的1/nD ．若输电线上的电功率损失不变，输电线路长度可变为原来的n 2倍解析：P ＝UI ，当U 变为原来的n 倍时，I 变为原来的1n ΔU ＝I n R 线电功率损失：P 损＝(I n)2R 线①输电线电阻R 线＝ρlS ，当l 变为原来的n 2倍时，电阻增大为原来的n 2倍，由①式知P 损不变。

《交变电流》导学案

交变电流导学案[学习目标]1、理解交变电流的产生原理及变化规律；2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系；3、理解电感、电容器对交变电流有阻碍作用的原因？[自主学习]一、交变电流的产生1、什么是中性面？2、当线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量，感应电流为，而当线圈垂直于中性面时，穿过线圈的磁通量为，感应电流。

3、线圈每转动一周，电流方向改变次，电流方向改变时，线圈处于什么位置？我国日常生活中使用的交变电流一秒中电流方向改变次。

二、交变电流的描述1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？2、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是：，是不是对一切交变电流都是如此？3、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？三、电感、电容RE m 04 2 0 -3 21、试分析电感电容器对交变电流有阻碍作用的原因？感抗与容抗与那些因素有关？有什么关系？2、扼流圈分为低频扼流圈和高频扼流圈：那低频扼流圈的作用是：，高频扼流圈的作用是：。

[典型例题]例1：一矩形线圈，绕垂直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，下列说法中正确的是（） A 、t 1时刻通过线圈的磁通量为零； B 、t 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大； C 、t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；D 、每当e 改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大例2、如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值（） A 、、5A C 、3.5 2 A D 、3.5A例3：如图，矩形线圈面积为s ，匝数为N ，线圈电阻为r ，在磁感强度为B 的匀强磁场中绕OO`轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R 。

求： ⑴、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；⑵、如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式； ⑶、当线圈由图示位置转过900的过程中，电阻R 上所产生的热量； ⑷、当线圈由图示位置转过900的过程中，通过电阻R 的电荷量。

2.1交变电流学案(2020年教科版高中物理选修3-2)

2.1交变电流学案（2020年教科版高中物理选修3-2）1交变电流交变电流学科素养与目标要求物理观念1.理解交变电流和直流的概念.2.知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流瞬时值的物理意义科学思维1.从法拉第电磁感应定律和楞次定律分析感应电流的产生过程，会推导电动势和交变电流随时间的变化规律.2.认识交变电流的图像，并根据图像解决具体问题一.交变电流1恒定电流大小和方向都不随时间变化的电流，称为恒定电流2交变电流大小和方向随时间作周期性变化的电流，称为交变电流3正弦交变电流电流随时间按正弦函数规律变化的交变电流称为正弦交变电流二.正弦交变电流的产生和表述1正弦交变电流的产生闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的电流是正弦交流电2正弦式交变电流的表述线圈从垂直磁场方向计时产生电动势的瞬时值表达式eEmsint，EmNBS.电路中电流iImsint，外电路两端电压uUmsint.1判断下列说法的正误1如图1所示的电流为交流电图12如图2所示的电流为交流电图23只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流4线圈在通过中性面时磁通量最大，电流也最大5线圈在通过中性面时电流的方向发生改变2.有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20cm，线圈总电阻为1，线圈绕垂直磁场方向的OO轴以10rad/s的角速度匀速转动，如图3所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5T，该线圈产生的感应电动势的峰值为__________，感应电流的峰值为________，在图示位置时感应电动势为________，从图示位置转过90时感应电动势为________图3答案6.28V6.28A6.28V0解析电动势的峰值为EmNBS100.50.2210V6.28V电流的峰值为ImEmR6.28A题图所示位置线圈中产生的感应电动势最大，为6.28V从题图所示位置转过90时，位于中性面上，切割磁感线的两边的速度方向与磁感线平行，感应电动势为0.一.正弦交变电流的产生1交变电流的产生过程分析假定线圈绕OO轴沿逆时针方向匀速转动，如图4甲至丁所示，在四个过程中线圈中的电流方向如下表所示图4转动过程电流方向甲乙BADC 乙丙BADC丙丁ABCD丁甲ABCD2.两个特殊位置1中性面SB位置，如图中的甲.丙线圈平面与磁场垂直的位置，此时通过线圈的磁通量最大，磁通量变化率t 为0，电动势e为0，电流i为0.线圈经过中性面时，电流方向发生改变，线圈转一圈电流方向改变两次2垂直中性面位置SB位置，如图中的乙.丁此时通过线圈的磁通量为0，磁通量变化率t 最大，电动势e最大，电流i最大例1多选矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是A当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流的方向就改变一次D线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零答案CD解析线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度方向与磁感线平行，即不切割磁感线，所以感应电动势等于零，此时穿过线框的磁通量的变化率也等于零，感应电动势或感应电流的方向也就在此时刻发生变化线框垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两边都垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大，故C.D选项正确二.正弦交变电流的变化规律1感应电动势随时间的变化规律如图5所示，线圈平面绕OOO为bc边的中点，O为ad边的中点所在直线从中性面开始转动，角速度为.ab边长为L1，bc边长为L2，磁感应强度为B，图51经过时间t线圈转过的角度为t，ab 边的速度v的方向跟磁感应强度方向的夹角也为t，线圈面积SL1L2.则由ab边切割磁感线产生的感应电动势eabBL1vsintBL1L22sint12BSsintcd边切割磁感线产生的感应电动势ecdeab整个线圈中的感应电动势eeabecdBSsint.2若线圈的匝数为N，则整个线圈产生的感应电动势eNBSsint.2最大值EmNBS，ImEmRrNBSRr，UmImRNBSRRr说明最大值由线圈匝数N.磁感应强度B.转动角速度和线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关如图6所示的几种情况中，如果N.B..S均相同，则感应电动势的最大值均为EmNBS.图63正弦式交变电流的瞬时值表达式1从中性面位置开始计时eEmsint，iImsint，uUmsint2从与中性面垂直的位置开始计时eEmcost，iImcost，uUmcost.例2一矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻r2，外接电阻R8，线圈在磁感应强度B1T的匀强磁场中以n300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图7所示，若从中性面开始计时，求图71线圈中感应电动势的瞬时值表达式；2从开始计时经130s时线圈中感应电流的瞬时值；3外电路R两端电压瞬时值的表达式答案1e50sin10tV2532A3u40sin10tV 解析1线圈转速n300r/min5r/s，角速度2n10rad/s，线圈产生的感应电动势最大值EmNBS50V，由此得到的感应电动势瞬时值表达式为eEmsint50sin10tV2将t130s代入感应电动势瞬时值表达式中，得e50sin10130V253V，对应的感应电流ieRr532A.3由闭合电路欧姆定律得ueRrR40sin10tV提示注意确定线圈转动从哪个位置开始计时，从而确定表达式是正弦函数还是余弦函数三.正弦交变电流的图像如图8甲.乙所示，从图像中可以解读到以下信息图81交变电流的最大值Em.Im和周期T.2两个特殊值对应的位置e0或i0时线圈位于中性面上，此时t0，最大e最大或i最大时线圈平行于磁感线，此时t最大，0.3分析判断e.i 大小和方向随时间的变化规律例3xx海安高级中学高二上学期期中处在匀强磁场中的矩形线圈abcd以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab边垂直在t0时刻，线圈平面与纸面重合，如图9所示，线圈的cd边离开纸面向外运动若规定沿abcda方向的感应电流为正，则图中能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图像是图9答案C解析线圈在匀强磁场中从题图位置开始匀速转动时可以产生按余弦规律变化的交流电对于题图起始时刻，线圈的cd边离开纸面向纸外运动，速度方向和磁场方向垂直，产生的电动势的瞬时值最大；用右手定则判断出电流方向为abcda，与规定的正方向相同，故选项C正确例4多选矩形线框在匀强磁场内绕垂直磁场方向的轴匀速转动的过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图10所示，下列说法正确的是图10A第1s末线圈平面垂直于磁场，通过线圈的磁通量变化率最大B第1s末线圈平面平行于磁场，通过线圈的磁通量变化率最大C 第2s末线圈平面平行于磁场，通过线圈的磁通量最小D第2s末线圈平面垂直于磁场，通过线圈的磁通量最大答案BD解析第1s末，u最大，e最大，则t最大，线圈平面平行于磁感线，A错，B对；第2s末，u0，e0，t0，最大，线圈位于中性面上，C错，D对学科素养通过以上例题，使学生进一步熟悉1中性面是线圈平面与磁场垂直的位置；2当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，且从中性面位置开始计时时，线圈中产生的感应电流是正弦交流电，满足表达式eEmsint，iImsint，uUmsint，也可用正弦图像表示et.it.ut的变化规律通过这样的提炼和升华，较好地体现了“物理观念”和“科学思维”的学科素养1交变电流的产生多选如图中哪些情况线圈中产生了交变电流答案BCD解析由交变电流的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状及转轴的位置没有特殊要求，故选项B.C.D正确2交变电流的产生和规律xx北京市丰台区下学期综合练习如图11所示，abcde过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接下列说法正确的是图11A图a中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率最大B从图b开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是iImsintC当线圈转到图c位置时，感应电流最小，且感应电流方向改变D当线圈转到图d位置时，感应电动势最小，ab边感应电流方向为ba答案C解析题图a 中，线圈在中性面位置，故穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，故A错误；从线圈在中性面位置开始计时的表达式才是iImsint，故B错误；当线圈转到题图c位置时，线圈在中性面位置，故穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电流最小，为零，电流方向将改变，故C正确；当线圈转到题图d位置时，穿过线圈磁通量最小，磁通量的变化率最大，故感应电动势最大，ab边感应电流方向为ba，故D错误3交变电流的图像一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图12甲所示，则下列说法中正确的是图12At0时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01s时刻，的变化率最大Ct0.02s 时刻，感应电动势达到最大D该线圈产生的相应感应电动势的图像如图乙所示答案B解析由题图甲可知t0时刻，穿过线圈的磁通量最大，线圈处于中性面，t0.01s时刻，穿过线圈的磁通量为零，但变化率最大，故A错误，B正确；t0.02s时刻，感应电动势应为零，故C.D错误4交变电流的变化规律如图13所示，匀强磁场的磁感应强度B2T，边长L10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r1，线圈绕垂直于磁感线的轴OO匀速转动，角速度2rad/s，外电路电阻R4.求图131转动过程中线圈中感应电动势的最大值2从图示位置线圈平面与磁感线平行开始感应电动势的瞬时值表达式3由图示位置转过30角电路中电流的瞬时值答案122V2e22cos2tV365A解析1设转动过程中线圈中感应电动势的最大值为Em，则EmNBL210020.122V22V.2从图示位置开始感应电动势的瞬时值表达式为eEmcost22cos2tV3从图示位置转过30角时感应电动势的瞬时值e22cos306V，ieRr65A.。

3-2第五章《交变电流》整章学案练习隔页附简要答案

第五章交变电流陈锐桐2017年3月30日1、（多选）下列各图象中图中属于交流电的有（）2、在下列几种电流的波形图中，不是交变电流的是（）交变电流的产生及相关物理量中性面Φe,i=0电流方向发生变化t平行面Φe,i3、中性面既与磁场（垂直/平行）的平面，线圈处于中性面时，磁通量最（大/小）磁通量变化率最（大/小）电动势最（大/小）感应电流最（大/小）。

4、当线圈与磁场平行时，磁通量最（大/小）磁通量变化率最（大/小）电动势最（大/小）感应电流最（大/小）。

5、如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图所示位置时（）A.穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大B.穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大C.穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小D.穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小6、（2012年汕头高二统考）如图，矩形闭合线圈ABCD 在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO ′以恒定的角速度转动，当线圈平面转到与磁场方向垂直的位置时A ．穿过线圈的磁通量最小B ．线圈中的感应电流为零C ．线圈中的感应电动势最大D ．AB 边所受的安培力最大7、若某个线圈在磁场中匀速转动产生的电动势瞬时值表达式为wt NBSw e cos =,从这个式子，可以知道线圈从（中性面/平行面）开始计时，线圈产生的感应电动势的最大值m E =线圈的磁通量的最大值m Φ=线圈的磁通量变化率的最大值t∆∆Φ=线圈转一周的时间T=从平行面转90度到中性面的平均电动势均E =8、如图演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度Ｂ＝０.5T,线圈匝数N=50匝,每匝线圈面积为0.48m,转速为150r/min 。

在匀速转动过程中,从图示位置线圈转过90°开始计时。

⑴写出交流感应电动势瞬时值的表达式。

⑵画出e-t 图线。

9、一个电阻为r 、边长为L 的正方形线圈abcd 共N 匝，线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO ′以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R.(1)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？(2)线圈从图示位置转过60°时的感应电动势为多大？(3)从图示位置开始，电阻R 的电压的瞬时值表达式(4)从图示位置开始，线圈转过60°的平均电动势，及这个过程中通过R 的电量是多少？10、（多选）矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示。

第五章交变电流交变电流导学案

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： ____________________________________特占］磁通量 _________ ，磁通量的变化量________ 磁通量的变化率__________ 寸点* 感应电动势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：①线圈与中性面的夹角是多少②ab边速度多大③ab边速度方向与磁场方向夹角多大④ab边产生感应电动势多大⑤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,(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的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴OO匀速转动，在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E= _____________________ V,有效值为E= V,再转过。

交变电流导学案

交变电流导学案5.1 交变电流 A(B)教学目标:知识与技能:(1) 使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面D(C) (2) 掌握交变电流的变化规律及表示方法。

甲乙丙丁 (3) 理解交变电流的瞬时值和峰值及中性面的准确含义过程与方法:看上面几个图，回答下面几个问题: (1) 培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力1、在线圈转动过程中，有哪些边在切割磁感线, (2) 培养学生运用数学知识解决物理问题的能力情感态度价值观:2、判断在线圈转动一周过程中， AB、CD中电流的方向，完成下面表格。

培养学生理论联系实际的思想教学重点:交变电流产生的物理过程的分析 AB电流方向 CD电流方向教学难点:交变电流的变化规律及应用甲乙学习内容: 乙丙一、交变电流丙丁交变电流: 丁甲直流: 3、当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时电流最大, 二、交变电流的产生如图，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程( 4、大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，A到B或者C到D的方向为正，反之为负。

在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置所对应的时刻。

三、交变电流的变化规律五、课堂练习1(在如图所示的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的AC,BD,lAB,CD,l若匀强磁场的磁感应强度为，，，线圈B21是，属于正弦交变电流的是,以角速度沿逆时针方向匀速转动，从中性面开始计时，思考下列问题:i 1、经过时间，线圈与中性面的夹角等于多大, ,t中性面速度方向与磁场方向的夹角有多大, ABtA(B) ,A B C Dv v 2、边切割磁感线产生的感应电动势有多大, AB2( 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C(D) 的感应电动势随时间的变化规律如图所示，下面说法中正确的是:( ) 3、边切割磁感线产生的感应电动势有多大, CD时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大; A. T2B. T时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大; 34、线圈中产生的总的感应电动势有多大,eC. 每当变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大; 四、小结D. T时刻通过线圈的磁通量为零。

第五章交变电流第5节随堂基础巩固

第五章交变电流第5节随堂基础巩固1．远距离输送交变电流都采用高压输电。

我国西北电网正在建设750 kV线路。

采用高压输电的优点是() A．可节省输电线的铜材料B．可根据需要调节交流电的频率C．可减少输电线上的能量损耗D．可加快输电的速度解析：远距离输电过程中，由于电流的热效应，输电线上发生热损耗，根据焦耳定律，损耗功率P损＝I2R＝(PU)2R，式中P为输电功率，U为输电电压，R为输电线电阻，在P、R不变时，P损∝(1U)2，所以采用高压输电可减少输电线上的能量损耗，当P损、P不变时，R∝U2，又R＝ρlS ，联立得输电线横截面积S∝1U2。

采用高压输电，在损耗功率不变的情况下可使输电线横截面积大大减小，从而节省输电线的铜材料，选项A、C正确。

答案：AC2．下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是()A．因为热功率P＝U2R，所以应降低输送的电压，增大输电导线的电阻，才能减小输电导线上的热损耗B．因为热功率P＝IU，所以应采用低电压、小电流输电，才能减小输电导线上的热损耗C．因为热功率P＝I2R，所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗D．以上说法均不正确解析：在求热损耗时：P损＝I2线R线或用P热＝U线I线，也可用P＝U2R，但U必须为输电线两端的电压。

答案：C3．小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户。

设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致() A．升压变压器初级线圈中的电流变小B．升压变压器次级线圈两端的电压变小C．高压输电线路的电压损失变大D ．降压变压器次级线圈两端的电压变小解析：用电器电功率增加导致输出功率变大，在输出电压一定时，使输出电流变大，由于ΔU ＝IR ，所以输出电流变大导致输电线路的电压损失变大，从而导致降压变压器初级线圈电压变小，次级线圈电压也减小，所以选项C 、D 正确。

(2021年整理)导学案5.1交变电流

导学案5.1交变电流编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（导学案5.1交变电流）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为导学案5.1交变电流的全部内容。

§5.1 交变电流【学习目标】能够利用电磁感应的规律分析线圈转动1周过程中四个特殊位置上磁通量、感应电动势和感应电流大小和方向的变化特点，对交变电流的产生有比较清楚的了解。

【学习内容】（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（教材32页)剖面图:要求自己画,情景：匀强磁场中闭合线圈绕垂直磁场的轴转动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: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:垂直磁场的平面（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,①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）电动势的峰值E M= ，感应电动势的瞬时值_____________e=。

高中物理选修3-2导学案(含答案)： 5.1 交变电流

§5.1 交变电流制作：_____________审核：______________班级： .组名： . 姓名： .时间：年月日【学习指导】：1兴趣、好奇心、不断尝试、自主性、积极性2动脑思考3听懂是骗人的，看懂是骗人的，做出来才是自己的4独立、限时、满分作答5不仅要去学习，而且要学出效果，还要提高效率。

6保证效果就要每个点都要达标。

达标的标准是能够“独立做（说、写）出来”，不达标你的努力就体现不出来7该记的记，该理解的理解，该练习的练习，该总结的总结，勿懈怠！8费曼学习法：确定一个学习的知识点；假设你在教授别人该知识点；遇到卡壳时回顾相关知识点；简化你的语言，达到通俗易懂的程度。

该法尤其适合概念、定义、定理、定律等的理解和记忆。

9明确在学习什么东西，对其中的概念、定律等要追根溯源，弄清来龙去脉才能理解透彻、应用灵活10总结：10.1每题总结：每做完一道题都要总结该题涉及的知识点和方法10.2题型总结：先会后熟，一种题型先模仿、思考，弄懂后，总结出这类题型的出现特征、解题方法，然后再多做几道同类型的，直到遇到这种题型就条件反射得知道怎么做10.3小节总结：总结该小节的知识结构、常见题型及做法10.4章节总结：总结该章节的知识结构、常见题型及做法11步骤规范，书写整洁，条理清晰12多做多思，孰能生巧，熟到条件反射，这样一是能见到更多的出题方式，二是能提高做题速度13根据遗忘曲线，进行循环复习14错题本的建立：在每次发的试卷资料的右上角写上日期，同一科目的试卷按日期顺序放好。

在做错的题号上画叉号，在不会做的题号上画问号，以后就是一本很好的错题集。

其他资料亦如此处理。

这种方式简单实用。

同时，当你积攒到一定程度，看到自己做过的厚厚的资料，难道不会由衷的产生一种成就感么？！15步骤一步一步的写，最好不要把几个公式合成一个式子来写，因为有步骤分【一分钟德育】记忆曲线学习的过程是同遗忘做斗争的过程，了解自己大脑生理机能，掌握记忆的方法是决胜的基础。

教科版 交变电流导学案与作业(含答案)第5节

高中物理 交变电流导学案 教科版选修

5.1交变电流 经典导学案

高中物理 第二章 交变电流 第4节 电容器在交流电路中的作用 第5节 电感器在交流电路中的作用学案

高二物理《交变电流》学案

(完整版)5、1交变电流导学案

第五章交变电流 第5节 课时跟踪训练

《交变电流》导学案

2.1交变电流 学案(2020年教科版高中物理选修3-2)

3-2第五章《交变电流》整章学案练习隔页附简要答案

第五章交变电流交变电流导学案

交变电流导学案

第五章 交变电流第5节 随堂基础巩固

(2021年整理)导学案5.1交变电流

高中物理选修3-2导学案(含答案)： 5.1 交变电流

教科版交变电流导学案与作业(含答案)第5节

高中物理交变电流导学案教科版选修

5.1交变电流经典导学案

高中物理第二章交变电流第4节电容器在交流电路中的作用第5节电感器在交流电路中的作用学案

第五章交变电流第5节课时跟踪训练

2.1交变电流学案(2020年教科版高中物理选修3-2)

第五章交变电流第5节随堂基础巩固