第五章交变电流1.交变电流导学案
《交变电流》复习导学案
交变电流复习导学案学习目标:1、通过自主复习让学生进一步提升、整合交变电流的产生与描述物理量以及变压器工作、电能输送原理等基本知识的理解。
2、通过对交流电产生和表征物理量的应用以及远距离输电等实际问题的处理,进一步掌握该类问题的处理思路和方法。
3、体会交变电流在现实生活中的作用。
教学过程：【用框图画出本章的主体知识结构进行知识的自我梳理】【能力提升点一：交变电流的产生与描述物理量】知识整合 1、交变电流的产生与规律（1）交变电流的定义：和都随时间做的电流叫做交变电流．正弦交变电流是电压和电流随时间做变化的交流电．（2）产生正弦交变电流的条件：线圈绕垂直于磁场方向的中心轴匀速旋转时，线圈中就会产生．正弦交变电流电动势瞬时表达式．（3）中性面的定义以及规律：当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，磁通量的变化率为0，线圈中没有感应电流，但是磁通量最大，这样的位置叫做．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变．自我测试1、一矩形线圈绕垂直于磁场的轴线匀速转动而形成了如图所示的电动势随时间变化的图像，由图象可知以下说法正确的是（）A、2s时线圈所处的位置是中性面B、1s时穿过线圈的磁通量最大C、1s时穿过线圈的磁通量的变化率最大D、形成的交变电流的电动势的瞬时表达式为e =4sin(100t)V知识整合2、交变电流的描述物理量（1）周期是交变电流完成一次周期性变化所用的时间，通常用字母T表示，单位是，周期T和频率f的关系为。
(2)交变电流的有效值是让交流与恒定电流分别通过大小的电阻，如果在交流的一个内产生的热量相等，就把这一恒定电流的电压U或者电流I的数值叫做这个交流电压或者电流的有效值，只有正余弦交变电流的有效值才是最大值的倍。
自我测试2、某交流发电机正常工作时的电动势变化规律为eπ22t=V，则以下说法正确的是（）sin()100A、周期为S⨯=B、该交变电压的有效值为22V102-T2C、电动势的峰值是22VD、交变电流的频率是f=60Hz例题1：菏泽某医院的一台小型发电机内部结构如图所示，一多匝线圈从图示位置开始绕垂直于磁场轴线OO/匀速转动，形成了如图甲所示的电压随时间变化的图像，根据图像求解以下问题：(1)电动势的瞬时表达式（2）电压表的示数(3)小灯泡消耗的电功率(4)由于某种需要在小灯泡的两端并联一电容器，则需购买耐压值至少为多少V的电容器？总结描述交变电流瞬时值、峰值与有效值各自求解方法和应用范围：【能力提升点二：变压器与电能的输送】知识整合1、变压器的结构与规律(1)变压器根据互感现象，由一个闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，跟电源相连的叫线圈，跟负载相连的叫线圈．(2)理想变压器的规律：自我测试3、图为一台理想变压器，原、副级线圈的匝数分别为n1=400匝，n=800匝，原线圈接一交变电源而副线圈接一用电器R,可以断定正确的是2( )A、这是一台升压变压器B、副级线圈两端的电压是原级线圈两端电压的一半C、通过副级线圈的电流是通过原级线圈电流的一半D、变压器输出的电功率是输入的电功率的一半知识整合2、电能的输送高压输电时由于电流的热效应，有一部分电能转化成热而损失掉，导线越长，损失越大，由焦耳定律Q= ，为了减少输电过程的电能损失，一种方法是，另一种方法是．这两种方法中，适用于远距离输电的是．例题2、我们学校某年组织的一次班级联欢晚会即将开幕的时，由于线路故障，市供电局停止了我们学校附近的电力供应，学校启动了一台小型发电机进行临时发电，所用升压变压器的匝数比是1:4，降压变压器的匝数比是4:1，输电线的总电阻R是4Ω.全校共有10个班班级参与活动，每班只有一盏“220V、440W”的霓虹灯，若要保证10个班级的霓虹灯正常工作，不计发电机的电阻,求解以下问题：（1）、每个霓虹灯工作电流；降压变压器原线圈输电电流、副线圈输电电流；（2）、所有霓虹灯正常工作的总功率、输电线上损失的热功率以及输电总功率分别是多少？损耗与输送电功率的比值又是多少呢?总结电能输送问题的处理方法：【本节小结】【达标练习】1、发电机线圈在匀强磁场中转动产生的交变电动势为e=311sin（100πt）v,则下列说法中正确的是：（）A、与发电机并联的电压表的读数为311VB、交变电流的频率是100HzC、在t=0s的时刻，穿过线圈的磁通量最大D、在t=2s的时刻，e有最大值2、交流发电机的线圈转到中性面位置时，下列说法中正确的是：（）A、电流将改变方向B、电流达到最大值C、线圈的磁通量为零D、产生的感应电动势最大3、一台理想变压器的输出端仅接一个标有“12V，6W”的灯泡，且正常发光，变压器输入端的电流表示数为0.2A，则变压器原、副线圈的匝数之比为（）A、5:2B、3:1C、6:1D、4:24、把理想变压器接到交流电源上，在变压器正常工作时，原线圈和副线圈中数值一定相同的物理量有（）A、电流B、电压C、电阻D、频率【作业】1、某发电机输出功率P=100kw，发电机端电压U=1000v，向远距离输电的输电线总电阻R=8Ω。
高中物理 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、使学生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。
当线框课本P31快速转动时，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：下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。
高中物理第五章交变电流51交变电流学案新人教选修32
5.1交变电流【学习目标】利用旋转电枢式发电机设计实验探究交变电流的性质；理论探究线圈转动一周中电动势和电流的变化，对交流电的产生有比较清楚的了解，培养运用基本原理解决新情境下问题的能力；推导出交变电流的瞬时值表达方式，知道峰值和瞬时值的意义。
【合作研究】探究一：发电机产生的电流有何特点？猜想：旋转电枢式发电机产生的电流具有什么特点？设计实验：把两个发光颜色不同的二极管并联，注意使两者正负极方向不同，然后连接到发电机两端，转动手柄，观察二极管发光情况。
现象：总结：直流：交变电流：温故知新，探究准备1、矩形线圈转动过程中，哪些边切割磁感线？怎样求感应电动势？2、回忆右手定则，怎么分析感应电流的方向？3、如右图，若B与v不垂直，怎么求AB导线感应电动势？设v与磁感线夹角为ϴ探究二：线圈中电流方向怎样变化？为何变化？1、右图为AB导线转动一周各位置截图，请分析各位置电流方向。
2、电流方向在何处发生变化？发生变化的原因是什么？3、请分析线圈转动一周过程，整个线圈电流方向及变化情况。
甲：乙：丙：丁：探究三：线圈中电流大小是否变化？怎样变化？为何变化？甲 乙 丙 丁 1、在哪些位置感应电流为最大？哪些位置感应电流最小？2、小组讨论，根据表格的提示分析四个过程中电流大小的变化情况，v 与磁感线夹角为ϴ过程ϴ的变化sin ϴ（增大或减小） v 〦=vsin ϴ（增大或减小） E（增大或减小） I（增大或减小）甲→乙 乙→丙 丙→丁 丁→甲3、电流大小发生变化的原因是什么？探究四：电流随时间变化的图象遵循什么规律？推导：从甲位置计时，求t 时刻线圈中的感应电动势e 。
已知磁感应强度为B ，线圈转动角速度为ω，AB 边长为Ｌ１，AD 边长为Ｌ２。
则此时刻：θsin v v =⊥ ⊥=BLv E1、 线圈转过的角度为 θ =__________2、AB 边的线速度大小______________3、速度沿垂直于磁场方向的分量_______________4、AB 边（CD 边）产生的感应电动势e AB =e CD =_____________________________5、单匝线圈产生的电动势e 0=_____________________________6、N 匝线圈产生的电动势e =_____________________________ 结论：线圈在匀强磁场内从甲位置开始转动，交流电的电动势随时间按 规律变化。
选修3-2第五章第1节交变电流教学设计
选修3-2第五章第1节《交变电流》教学设计一、教材分析交变电流知识对生产和生活关系密切，有广泛的应用，考虑到高中阶段只对交流电的产生、描述方法、基本规律作简要的介绍，这些知识是已学过的电磁感应的引伸，所以在教学过程中对开阔学生思路、提高能力是很有好处的。
为了适应学生的接受能力，教材采取从感性到理性、从定性到定量逐渐深入的方法讲述这个问题.教材先用教具演示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，以展示交流电是怎样产生的.并强调让学生观察教材图5．１－３所示线圈通过甲、乙、丙、丁四个特殊位置时，电流表指针变化的情况，分析电动势和电流方向的变化，这样学生就会对电动势和电流的变化情况有个大致的了解.然后让学生用右手定则独立分析线圈中电动势和电流的方向.这样能充分调动学生的积极性,培养学生的观察和分析能力.关于交变电流的变化规律,教材利用上章学过的法拉第电磁感应定律引导学生进行推导,得出感应电动势的瞬时值和最大值的表达式,进而根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律推出电流与电压瞬时值与最大值的表达式.二、教学目标1、知识目标（1）知道什么是交变流电。
并理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面.（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及中性面的准确含义.（4）知道几种常见的交变电流。
如正弦式交变电流、锯齿形交变电流、矩形脉冲电流。
2、能力目标（1）掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）.（2）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.（3）培养学生运用数学知识解决处理物理问题的能力.3、情感、态度和价值观目标结合实际情况培养学生理论联系实际的思想.三、教学重点难点重点：1、交变电流产生的物理过程的分析.2、交变电流的变化规律的图象描述。
难点：１、交变电流的变化规律及应用.２、图象与实际发动机转动时的一一对应关系的理解。
四、学情分析学生已经学习了电磁感应，理解了导体切割磁场会产生电动势。
第五章 第一节交变电流的产生和描述 教学设计
第五章第一节交变电流的产生和描述一、教材分析1.单元高度：本节内容是高中物理选修3-2第五章“交变电流”第一节。
本节内容是整章内容的理论基础，是后3节“描述交变电流的物理量”、“电感和电容对交变电流的影响”、“变压器”“电能输送”的基础，所以本节内容的安排对整章内容有非常重要的意义。
2.立体整合：第五章“交变电流”内容是第四章“法拉第电磁感应定律”的延续，本节内容起着连续这两章内容的重要地位和作用。
“法拉第电磁感应定律”在生活中最实际最广泛的应用就是通过发电机发电。
本节内容解释了发电机原理联系实际应用于实际，让学生体会到物理来源于生活服务于生活的学科特点。
3.本节内容：本节内容分三部分（1）认识交流电：通过图像类比，演示实验让学生认识到交流电和直流电的区别。
（2）交变电流产生：通过对教学用发电机的理论分析得出交流电变化规律。
（3）交变电流的变化规律：总结归纳出交变电流的规律。
过渡：了解学情是开展教学工作的第一步，下面进行学情分析二、学情分析1.学生已有的知识基础：学习本章内容之前学生已经掌握了直流电的特性，直流电满足的一些计算公式同样可以应用于交流电，比如欧姆定律、焦耳定律、功率计算等。
2.能力基础：通过对第四章《法拉第电磁感应定律》的学习，学生已经具备了独立分析电磁感应现象中电流方向、电动势大小等分析判断能力，学生对理论应用于实际分析的能力也大大提高。
3.生活经验：交变电流是生活和生产中最常用的电流，可以说知识来源于生活。
虽然如此但学生对交流电的认识却仅限于“家用电器使用的就是交流电”这种表面层次。
通过对本节内容的学习更利于学生形成理论到实际应用完善科学观念的建立。
过渡：一切教学活动都要围绕教学目标开展，我对本节课的教学目标做如下分析：三、教学目标1.知识目标：（1）能区分交流和直流的不同（2）理解交流电产生的原理，知道中性面，会分析线圈转动过程中电流方向。
（3）掌握交变电流变化规律，会写交变电流的的瞬时表达式会用图像表示电流变化，理解峰值意义。
5.1 交变电流 导学案
思考1：回忆磁通量的知识，了解磁通量的大小如何计算？
回忆感应电动势的知识，了解感应电动势的大小如何计算？
思考2：在中性面和垂直中性面两个位置瞬间，磁通量的变化率最大还是最小？
思考3：
回忆角速度ω的定义式，分析为什么t时间内转过的角度为ωt？
思考4：
线圈两端的电压和流过的电流的变化规律与电动势的变化规律之间有什么联系？
C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次
D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线
题型三：交变电流的规律
如图所示，一矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为()．
A．0.5Bl1l2ωsinωtB．0.5Bl1l2ωcosωtBiblioteka 第三层【技能应用与巩固】【练习案】
题型一：区分交变电流
下列各图中，表示交变电流的是()．
题型二：交变电流的两个特殊位置
矩形线框绕垂直于匀强磁场且沿线框平面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
②根据电磁感应中E=BLvsinθ的知识，右图中金属边框哪条边在切割磁感线产生电流？为什么电流大小变化？
③根据电磁感应的右手定则，右图中金属框处于B⊥S位置之前电流是什么方向？B⊥S位置之后电流是什么方向？
2、探究交变电流产生的两个特殊位置（观察课本）
①中性面时（B⊥S），磁通量为什么最大？而此时的电动势为什么最小？经过该位置瞬间电流方向为什么会改变？
交变电流导学案
5.1 《交变电流》导学案教学目标1．使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。
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及中性面的准确含义。
教学重点、难点重点:交变电流产生的物理过程的分析。
难点:交变电流的变化规律及应用。
（一）自学新课看课本P31，内容和做一做部分，将手摇发电机与二极管组成闭合电路。
当手柄快速转动时，观察到什么现象? ，这种现象说明：发电机能够产生交变电流，则，叫做交变电流。
通过看课本自学以下问题：1、交变电流的产生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？当abcd线圈在磁场中绕OO′轴转动时，哪些边切割磁感线? 。
ab边向右、cd边向左运动时，线圈中感应电流的方向沿着方向流动的。
当ab边向左、cd边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何?感应电流是沿着方向流动的。
线圈平面与磁感线平行时，ab边与cd边线速度方向都跟磁感线方向，即两边都垂直切割磁感线，此时产生感应电动势。
线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小?当线圈平面跟磁感线垂直时，ab边和cd边线速度方向都跟磁感线，即 ，此时感应电动势 。
基本概念：（1）中性面—— 。
（2）线圈处于中性面位置时，穿过线圈Φ最大，但tΔΔ 。
（3）线圈越过中性面，线圈中I 感方向要 。
线圈转一周，感应电流方向改变 。
2．交变电流的变化规律设线圈平面从中性面开始转动，角速度是ω。
经过时间t ，线圈转过的角度是ωt ，ab 边的线速度v 的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt ，如右图所示。
设ab 边长为L 1，bc 边长L 2，磁感应强度为B ，这时ab 边产生的感应电动势多大?e ab =BL 1v sin ωt = BL 1·22L ωsin ωt =21BL 1L 2sin ωt 此时整个线框中感应电动势多大?e =e ab +e cd =BL 1L 2ωsin ωt若线圈有N 匝时，相当于N 个完全相同的电源串联，e = ，令E m = ，叫做感应电动势的峰值，e 叫做感应电动势的瞬时值。
第五章第1节《交变电流》教案
§5.1交变电流交变电流的产生行分析,得出一般性的结论.线圈转动一周,电流方向改变两次。
线圈转到与图示位置垂直时电流为零,也就是说电流为零时电流方向将发生改变。
中电流方向会发生改变?线圈转动一周,电流方向会改变几次?(2)线圈转到什么位置没有电流？(3)线圈转到什么位置电流最大？口头表述主题3：交变电流的变化规律要求学生根据法拉第电磁感应定律推导一下线圈感应电动势e随时间变化的表达式。
(1)整个线圈中的感应电动势e=BSωsin ωt。
(2)交变电流或电压随时间变化的图象是一条正弦曲线。
从图中我们可以找出正弦交变电流或电压的最大值、周期,也可以根据图线确定线圈任意时刻的感应电动势。
如图所示，已知面积为S的单匝线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕中心轴从中性面开始转动，角速度为ω.(1)根据法拉第电磁感应定律推导一下线圈感应电动势e随时间变化的表达式．(2)正弦交变电流或电压随时间的变化情况也可以从图象上表示出来,根据图象我们可以获取哪些信息?板书口头表述第三层级基本检测根据具体情况与部分同学交流,掌握学生的能力情况. 全体学生独立思考，独立完成，小组同学都完成后可交流讨论。
PPT课件技能拓展视学生基础和课堂时间、教学进度决定是否作要求教师未提出要求的情况下学有余力的学生可自主完成PPT课件记录要点教师可在学生完成后作点评学生在相应的位置做笔记。
PPT课件第四层级知识总结教师可根据实际情况决定有没有必要总结或部分点评一下。
学生就本节所学做一个自我总结，之后可小组交流讨论。
PPT课件呈现感悟收获注意有代表性的收集一些学生的体会，以便有针对性地调整教学方法。
根据自己的感受如实填写，根据自己的思考找出解决方案。
课外拓展发电机与电动机的比较PPT课件板书设计§5.1交变电流。
(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。
高中物理第五章交变电流1交变电流学案3_2
交变电流目标导航思维脉图1。
会观察电流(或电压）的波形，理解交变电流和直流的概念。
(物理观念)2。
理解交变电流的产生过程，会分析电动势和电流方向的变化规律。
（科学思维）3.知道交变电流的变化规律及表示方法，知道交变电流的瞬时值、峰值的物理含义。
(科学探究）4.通过对交变电流的认识,领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲,培养学生的科学素养。
（科学态度与责任）必备知识·自主学习一、交变电流图片为某用电器的铭牌,其中输入的AC是什么意思?提示：交流电1。
交变电流：大小和方向随时间周期性变化的电流,简称交流（AC）。
如图所示。
其中甲图是正弦式交变电流。
2.直流：方向不随时间变化的电流，称为直流(DC)。
如图所示. 3。
恒定电流:大小和方向不随时间变化的电流,如图所示.4.图象特点：（1）恒定电流的图象是一条与时间轴平行的直线。
（2）交变电流的图象随时间做周期性变化，如正弦交变电流的图象:二、交变电流的产生线圈通过中性面时，磁通量、电流特点？提示：磁通量最大,电流为零。
1。
产生条件:在匀强磁场中,矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。
2。
过程分析(如图所示）:3。
中性面：线圈在磁场中转动的过程中,线圈平面与磁场垂直时所在的平面。
三、交变电流的变化关系如何理解线圈平面转到中性面时感应电动势为零,而线圈平面与中性面垂直时感应电动势最大呢?提示:根据法拉第电磁感应定律E=n可知，感应电动势的大小不是与磁通量Φ直接对应，而是与磁通量的变化率成正比。
虽然线圈经过中性面时磁通量最大，但磁通量的变化率为零，所以感应电动势为零；虽然线圈平面与中性面垂直时磁通量为零，但磁通量的变化率最大，所以感应电动势最大.1.从两个特殊位置开始计时瞬时值的表达式：从中性面位置开始计时从与中性面垂直的位置开始计时磁通量Φ=Φm cosωt=BScos ωtΦ=Φm sin ωt=BSsinωt感应电动势e=E m sinωt=NBSωsin ωte=E m cosωt=NBSωcosωt电压u=U m sinωt=sinωtu=U m cosωt=cosωt电流i=I m sinωt=sinωt i=I m cosωt=cosωt2.峰值:表达式中的E m、U m、I m分别为电动势、电压和电流可能达到的最大值，叫作峰值。
第1节交变电流导学案
《§5.1交变电流》导学案主备人：张西永审核：授课时间：班级：姓名：【学习目标】1．认识交变电流2．理解交变电流的产生原理，掌握交变电流的变化规律3．掌握交变电流的表示方法，理解交流电的瞬时值，最大值4．培养观察能力、空间想象能力以及立体图转化为平面图形的能力【学习重点】交变电流产生分析及变化规律的推导【学习难点】交变电流的变化规律及应用自主学习案1．交变电流：和随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流，简称交流．下图中_______是直流电，___________是交变电流。
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．（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＝I m sinωt；电动势瞬时值的表达式为e＝；电压瞬时值表达式为u＝．课堂互动案学习札记探究1 交变电流的产生【观察与思考】交变电流产生的过程分析。
特殊位置甲乙丙丁甲B与S的关系磁通量磁通量变化率感应电动势感应电流4个过程中甲→乙乙→丙丙→丁丁→甲Φ的变化电流方向规律总结：（1）在线圈转动时，磁通量最大时，磁通量的变化率__________；磁通量为0时，磁通量变化率_______；感应电动势的大小由_____________________决定，与___________无关。
（2）线圈转动一周，感应电流方向改变______次（3）中性面：_______________________________，如图有________、_________位置；中性面的相关特点：磁通量___________，磁通量的变化率____________，感应电动势e＝________，________感应电流探究2用函数表达式描述交变电流【思考与讨论1】从中性面计时，t时刻线圈中的感应电动势e的推导。
高中物理-交变电流导学案
高中物理-交变电流导学案一、学习目标：1．能准确说出交变电流的定义，并能区分直流和交变电流。
2．能分析出线圈转动一周过程中电动势和电流方向变化情况，能准确找出中性面。
能推导出正弦式交变电流瞬时值的表达式，知道峰值、瞬时值的物理意义。
二、课前预习1、交变电流（1）交变电流（AC）：和随时间做周期性变化的电流，简称交流。
（2）直流（DC）：不随时间变化的电流。
2．交变电流的产生（1）产生原理：在匀强磁场中，矩形线圈绕在线圈平面内且垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中就会产生电流。
如图所示。
（2）中性面：线圈平面与磁场的位置。
3．交变电流的变化规律（1）正弦（余弦）式交变电流①定义：按（余弦）规律变化的交变电流，简称②函数和图像：瞬时电动势（电压、电流）：e= ，u= ，i= 。
表达式中E m、U m、I m分别是电动势、电压、电流的，e、u、i则是这几个量的。
（2）其他交变电流：4、预习检测：1．下列各图中，表示为交变电流的是（）2．如图所示，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。
则从该时刻开始，线圈转过90°的过程中（）A．穿过线圈的磁通量逐渐增大，感应电动势逐渐减小B．穿过线圈的磁通量逐渐增大，感应电动势逐渐增大C．穿过线圈的磁通量逐渐减小，感应电动势逐渐增大D．穿过线圈的磁通量逐渐减小，感应电动势逐渐减小3．如图所示，一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，转动过程中线圈中产生的感应电动势的瞬时值为e=0.5sin20πt (V)，由该表达式可推出的物理量是（）A．匀强磁场的磁感应强度B．线圈转动的角速度C．线圈产生的感应电动势的最大值D．t=0.025s时线圈中的感应电动势的值探究案：探究一：交变电流和直流把小灯泡分别接在干电池和自制变压器两端，灯泡都发光，用传感器器分别显示出小灯泡两端的电压随时间变化的波形如图，请说出两种电压的特点。
说明：交变电流从广义上讲是方向和大小随时间做周期性变化的电动势、电压和电流的统称。
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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________随时间做_________变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：_______________________________
磁通量______ ，磁通量的变化量______ 磁通量的变化率______特点
感应电动势 e＝________，_______感应电流
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ω转动， 从中性面开始计时，则电压t NBS e ωωsin =，（m ε=ωNBS ）
t e m ωεsin =， 电流t I t R
R e i m m
ωωεsin sin ===
电压u=IR=I m Rsin wt 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abcd 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 m = Ｖ，有效值为E ＝____Ｖ，再转过 °出现第一次中性面。
例2 如图所示的100匝矩形线框绕OO ′轴匀速转动，转速为120r/min 。
ab=cd=0.2m ，ad=bc=0.1m ，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是多少（2）感应电动势的瞬时表达式；
课后巩固练习
O ′ O
c
d
b a
B
1
-
t
U
1、交流发电机在工作时的电动势为e ＝E m sin 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（ ）
t/2 t/2 C.E m sin2t t
2、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 ）1 s 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， （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5Hz B 、此交变电流的周期为
C 、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 、图像上对应的时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面 4.如图所示，一正方形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动沿OO ′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l ，电阻为R ，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时（ ）
A ．线圈中感应电流方向为abcda
B ．线圈中感应电流为2nBl R
C ．穿过线圈的磁通量为0
D ．穿过线圈的磁通量的变化率为0
5.一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=220
sin100πt V ，下列说法中正确的是：( )
A ．频率是50Hz
B ．当t =0时，线圈平面与中性面重合
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/s
U /V
362
0 1 2 3 4 5 t /s d c b
a
B
O O ′
6、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（ ） 时刻通过线圈的磁通量为零 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
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。
t 1=1/60s ，线框中感应电动势为50V ，当t 2=1/30s 时，线框中感应电动势为503V ，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abcd 共N 匝,线圈电阻为r ,线圈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 .
⑴在答卷图中标出此刻线圈感应电流的方向. (2)转动过程中感应电动势的最大值有多大 (3)线圈平面与磁感线成60°时的感应电动势多大
(4)从图示位置开始,线圈转过600的过程中通过电阻R 的电量是多少
t
E m -E。