交变电流学案1
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。
交变电流单元复习学案
《交变电流》单元复习学案（第1课时）班级 姓名教师寄语：复习的过程既是对知识的梳理和归纳，也是对能力的训练和培养复习重点：交变电流的的变化规律及其描述（包括图象）、有效值的概念、理想变压器的原理、电能输送中相关计算等。
复习要点：1．交变电流的产生、变化规律及图象表达2．表征交变电流的物理量、交变电流的有效值3．变压器的构造、作用、原理及各相关物理量的制约关系4．理想变压器的理想化条件、规律及应用5．远距离输电【典例导学一】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知识总结：1、 交变电流的产生方法： （思考：转轴一定是在线圈的中轴？）2、 矩形线圈不同位置时各物理量规律：（1）中性面：φ t ∆∆ϕ e i （2）垂直中性面：φ t∆∆ϕ e i 3、分析物理图象的要点：“七看”：（1） ；（2） ；（3） ；（4） ；（5） ；（6） ；（7） 。
自主检测：1．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 2,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。
【典例导学二】典型例题：例2：交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。
当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：⑴通过R的电荷量q为多少？⑵R上产生电热Q R为多少？⑶外力做的功W为多少？知识总结：1、有效值：交变电流的有效值是根据规定的，即。
交变电流导学案1
5.1交变电流导学案【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】重点是交变电流产生分析及变化规律的推导；【学习难点】难点是交变电流的变化规律及应用【学习过程】问题一交变电流（1）________随时间做_________变化的电流叫做交变电流，简称交流；（2）________不随时间变化的电流称为直流；（3）________和_______都不随时间变化的电流叫做_________电流；练习：如图所示的的几种电流随时间变化的图线中，属于交变电流的是_______，属于正弦式交变电流的是______。
问题二交变电流的产生1．过程分析2．结论：（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 问题三 交变电流的变化规律● 推导：从中性面计时，t 时刻线圈中的感应电动势e 的推导： 1、 线圈转过的角度为 θ =__________2、 ab 边的线速度跟磁感线方向的夹角为______________3、 ab 边的线速度大小_______________4、 ab 边产生的感应电动势e ab =_____________________________5、 线圈产生的电动势e =_____________________________6、 N 匝线圈产生的电动势e =_____________________________ ● 结论：（1） 交流电的电动势按正弦规律变化；（2） 当θ =90°，即线圈处于__________位置时，电动势最大，即电动势的峰值E m =_____________ （3） 交变电流的电动势随时间变化规律为 （4） 当负载为电灯等纯电阻用电器时：①电流按正弦规律为______________________________ ②电压按正弦规律变化____________________________ 【巩固训练】1、正弦交变电动势的最大值出现在（ ） A ．线圈经过中性面时B ．穿过线圈的磁通量为零时C ．穿过线圈的磁通量变化最快时D ．线圈边框的速度与磁感线垂直时2、如图所示的100匝矩形线框绕OO ′轴匀速转动，转速为120r/min 。
《交变电流》教案
《交变电流》教案《交变电流》教案「篇一」教学目标知识目标（1）知道电流表的符号和用途．（2）知道电流表的正确读数方法．（3）知道电流表的使用规则．能力目标通过观察和实验，形成电学实验的初步技能．情感目标养成科学的态度，体验科学精神．教学建议教材分析教材介绍了一些物理课上常见的电流表，有电流计、教学演示用电流表、学生用电流表．说明电流表能够测量电流．详细介绍了电流表的读数，注意零刻度线、量程有两个、每个量程对应有最小刻度、接线柱有三个且分正负．要求学生能够根据实际情况读出电流表的示数．教材又详细介绍了电流表的使用规则，对于连接方式画出了参考图，并分析了在电路中电流表测是测量哪部分的电流．对于接线柱的连接，教材画出了参考图分析了如何连接才是正确的．选择量程问题，教材讲解了选择量程的具体方法，要注意先选用较大量程，并用试触的方法．对于不能直接连接在电源两极上，教材用图示分析了其做法的错误．教材最后提出了思考的问题，学生应的联系实际，注意想像选择不同接线柱的物理图景，分析出正确的方法．教法建议本节教学要注意观察和实验，有条件的可以边授课边学生实验探究的方式进行．学生联系实际学习，教师要提供不同的电流表让学生观察，接触实际的材料．教师还可以提供大量的电流表的资料，增长学生的见识．电流表读数的教学，要注意讲清三个接线柱对应着两个量程，要通过练习掌握电流表的读数．电流表的使用，要联系实际学习，学生可以动手连接并分析电流表这些用法的原因．分析一些电路图中电流表的使用是否正确，并如何改正．教学设计方案【重难点分析】学生使用电学测量仪器，所以电流表是本节的重点和难点，学生要会读数和使用．【教学过程设计】一．电流表教师可以提供实际资料，如各种电流计、教师演示用电流表、学生电流表，对于学生电流表可以提供多种，例如零刻度线在左边的、左面是负刻度的、一个负两个正接线柱的、一个正和两个负接线柱的电流表．本处学生要接触实际材料，切实联系科学实际．在此基础上，教师介绍电流表的符合和用途．二．电流表的示数方法1、讲清电流表的接线柱、对应的量程、每个量程所对应的最小刻度．并出示制作的表盘和指针让学生根据所连接的接线柱判断所选用的量程，根据指针的位置读出电流表的读数．可以使学生思考没给出接线柱的连接是电流的读数可能是多少，可以让学生思考某个电流值要选用什么量程，为什么．方法2、对于基础较好的班级可以用实验探究的方法，教师提供电流表，学生自行设计方法，电流表的一些问题如：电流表的三个接线柱的用途和用法；电流表的两个量程、最小刻度；电流的读数．教师可以指导学生的探究过程，注意学生在学习过程中遇到的问题，帮助学生形成正确的学习方法．三．电流表的使用方法1、教师要注意结合电路图来帮助学生学习电流表的四个使用规则，要注意引导学生想像物理过程，分析这些使用电流表方法的原因．对于电流表的连接方式，可以由电流是测电路的某点处的电流入手，把电流表接到电路的某点处应当是串联．结合电路图分析各种电流表的测量，并会判断一些电路图中电流表的作用．对于电流表接线柱的连接，讲清电流由电流表的正接线柱流进和从负接线柱流出的过程，要结合电路图分析，发现电路图中的问题．可以由学生实际连接，从电源的正极开始连线，连接电流表时连接正接线柱，又从负接线柱连线，经过电路连回电源的负极．学生感受电流表是如何在电路中连接的．对于电流表的量程，在第二个问题"电流表的读数"中已经介绍过了，这里学生比较好理解选择量程的意义，只是介绍清楚具体的实现方法，选择较大量程用导线试触的方法就可以了，可以让学生亲自实践，体会这种方法的意义，从而深入理解电流表量程的选择问题．对于电流表不能连在短路的电路中，由于没有电阻的知识，所以本处宜形成学生的观念，在电阻学习中再深入讲解，教师可以结合电路图提高学生的观察能力，分析电路中哪些有短路的现象并如何改正．方法2、对于基础较好的班级，可以用学生实验探究的方法，教师提供实验仪器，并提供一些可能用到的电路图，学生自行设计实验方案，完成教师提供的课题，教师可以参考的课题有：电流表的应当如何连到电路中；分析电路中电流表的作用；怎样才能安全使用电流表．教师要注重学生的学习过程，及时纠正学生在分析问题、设计方案、实施方案、得出结论的过程中错误，并建立学生正确的学习方法．【板书设计】一．电流表1．电流表的符号：2．电流表的作用：测量电路中的电流．二．电流表的示数1．量程：0－0.6A；0－3A2．对应的最小刻度：0.02A；0.1A三．电流表的使用1．电流表要串联在电路中2．正负接线柱的`接法要正确：电流从正接线柱流入，从负接线柱流出．3．被测电流不要超过电流表的量程：先选用较大量程，用导线试触．4．绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上．探究活动【课题】电流表的种类、原理、构造。
交变电流学案.doc交变电流的产生 (1)
(2)(3)t(4) (5)5.1交变电流导学案【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．理解交变电流的产生原理3．掌握交变电流的变化规律及表示方法4．理解交流电的瞬时值，最大值及中性面的概念5．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【重点难点】1．重点是交变电流产生的物理过程分析2．难点是交变电流的变化规律及应用【教学过程】一、新课导入手摇发电机获得的电流与由干电池获得的电流的波形有什么不同？二、新课教学（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？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1．产生机理：演示课本P31“做一做”中的实验，请同学们观察发光二极管的发光情况，说明产生的是哪种电流？分析转轴与磁场方向的关系，得出如下结论结论：当线圈绕的轴转动时会产生交变电流。
2．探究电流的特点：看课本P32图5.1-3，分析：（1）判断线圈由甲转到乙的过程中，线圈中的电流方向如何？（沿A→B→C→D还是D →C→B→A）由乙转到丙、由丙转到丁以及由丁转到甲的过程中呢？（2）判断线圈处于甲、乙、丙、丁四个位置时是否产生感应电流？若有，在原图中标出电流的方向；若无，说明原因。
AB C D图 2假设线圈所处的磁场为匀强磁场，请在上面四幅图中画出线圈在甲、乙、丙、丁四个位置对应的侧视图，标出AB 、CD 边中的电流方向。
（3）分析线圈在由甲转到乙、由乙转到丙、由丙转到丁、由丁转到甲的过程中中的电流大小变化情况？ （4）在电流—时间图中画出甲、乙、丙、丁四个位置对应的点。
猜测在一个周期内感应电流随时间变化的关系，大致画出i —t 图线。
（5）根据上述分析，回答： ① 线圈转到哪些位置时电流方向改变？______。
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。
高中物理-交变电流导学案
律如图所示 .下列结论正确的是（
CD ）
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 V
D．在 t=0.4 s 时，磁通量变化率最大，其值为 3.14 Wb/s
3、如图所示，矩形线圈边长为 ab＝20 cm， bc＝10 cm，匝数 N
2．线圈转到什么位置时线圈中电流方向会发生改变？此位置平面又叫做什么？
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电流最大？
4．这些位置磁通量及磁通量的变化率有什么特点？ 探究三：交变电流的变化规律
如图所示，匀强磁场的磁感应强度为 B，一矩形线 圈位于匀强磁场中， 线圈 AB 边长 l1，BC 边长 l 2。现使 线圈绕垂直于磁场方向的轴 OO’以角速度 ω 匀速转动（ OO’ 与 AD 、BC 中点连线重合），试推导线圈在由图示位置转过 θ 时产生的感应电动势表达式。
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
（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 Em、 Um、 Im 分别是电动势、电压、电流的 几个量的
，e、u、i 则是这
高中物理 交变电流学案 新人教版选修
高中物理交变电流学案新人教版选修交变电流教案新人教版选修1-1一、知识梳理一、交流发电机1、各种发电机都是有固定不动的“定子”和能够连续转动的“转子”组成、2、大小和方向随时间做周期性变化的的电流叫做交变电流，简称交流。
3、各种电池供给的电流只沿一个方向流动，叫做直流、二、交流的变化规律1、由电网供给的交变电流的数学表达式：电流i＝Imsinwt，电压u＝Umsinwt，式中Im、Um分别是电流、电压的最大值，叫做交流的峰值。
2、交变电流的大小和方向在不断地变化，我们把交流完成一次周期性变化所用的时间叫做交流的周期，通常用T表示，它的单位是秒（s）。
3、叫做交流的频率，频率通常用f表示，它的单位是，简称，符号是、4、频率和周期的关系：或、5、我国使用的交变电流的频率是 Hz，则周期为 s、三、交流能够通过电容器1、交流电能够通过电容器，所以电容器在交流电路中能起到“ ”的作用、2、电容器能够“ 、”，这一点在电子技术中有重要应用、四、交流的有效值1、交流的有效值是根据规定的：把交流和直流分别通过相同的电阻，如果在相等的时间里它们产生的热量相等，我们就把这个直流电压、电流的数值称做交流电压、电流的有效值。
2、按正弦规律变化的交流，它的有效值和峰值之间的确定关系：、、（用Ie、Ue、Im、Um分别表示交流电压、电流的有效值和峰值）二、例题分析例1、一个电热器接在220V交流电路上，发热功率为1Kw，如果把它接在直流电路中，使其功率也是1kW，直流电路的电压必须是V；一个电容器接在交流电路上，击穿与否，取决于交流电压的瞬时值是否超过电容器的耐压，连接在220V交流电源两端的电容器要能正常工作，其耐压必须大于 V、例2、如图所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交变电流随时间变化的图像，由图可知：电流的最大值为 A；有效值为 A；交流的周期为 s；频率为 Hz三、课后练习1、频率为50Hz的正弦电流对人体的安全电压有效值不能超过36V，这个交流电压的周期 s，峰值是 V、2、频率为50Hz的交流电流，其方向每秒改变的次数和一个周期内达到最大值的次数是（）A、25次、1次B、50次、1次C、100次、2次D、200次、2次3、家庭照明用电的交变电压是220V，这“220V是指（）A、交流电电压的瞬时值B、交流电电压的最大值C、交流电电压的平均值D、交流电电压的有效值4、有一正弦交变电流的瞬时值表达式为，那么它的电流有效值是（）A、10AB、AC、314AD、50A【选做题】对电容器能通交流电流的原因，下列说法中正确的是（）A、当电容器接到交流上时，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。
学案：高中物理第5章交变电流1交变电流学案新人教版选修3_2
1 交变电流[学习目标] 1.[物理观念]知道交变电流、直流的概念． 2.[科学思维]掌握交变电流的产生和变化规律．(重点、难点) 3.[物理观念]知道交变电流的峰值、瞬时值的含义．(重点)一、交变电流及其产生1．交变电流(1)交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，简称交流．(2)直流：方向不随时间变化的电流．大小和方向都不随时间变化的电流称为恒定电流．2．交变电流的产生(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．二、交变电流的变化规律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 cos ωt＝BS cos ωtΦ＝Φm sin ωt＝BS sin ωt感应电动势e＝E m sin ωt＝NBSωsin ωt e＝E m cos ωt＝NBSωcos ωt电压u＝Um sinωt＝RNBSωR＋r sinωt u＝U m cos ωt＝RNBSωR＋r cosωt电流i＝I m sin ωt＝NBSωR＋r sinωti＝I m cos ωt＝NBSωR＋r cosωtm m m3．正弦式交变电流的图象4．几种不同类型的交变电流1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)线圈转一周有两次经过中性面，每转一周电流方向改变一次．(×)(2)当线圈中的磁通量最大时，产生的电流也最大．(×)(3)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时产生的交流电是交变电流．(√)(4)交变电流的瞬时值表达式与开始计时的位置无关．(×)2．(多选)下列各图中能产生交变电流的是( )A B C DCD [A图中的转轴与磁场方向平行，B图中的转轴与纸面方向垂直，线圈中的磁通量始终为零，线圈中无感应电流产生，故A、B错误；根据交变电流产生的条件可知，线圈绕垂直于磁感线且通过线圈平面的轴线转动，就可以产生交变电流，对线圈的形状没有特别要求，故C 、D 正确．]3.交流发电机在工作时电动势为e ＝E m sin ωt ，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为( )A ．e ′＝E m sinωt2B ．e ′＝2E m sinωt2C ．e ′＝E m sin 2ωtD ．e ′＝E m2sin 2ωtC [本题考查交变电压的瞬时值表达式e ＝E m sin ωt ，而E m ＝NBSω，当ω加倍而S 减半时，E m不变，故正确答案为C.]正弦交变电流的产生1.中性面 中性面的垂面 位置 线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行磁通量 最大 零 磁通量变化率 零 最大 感应电动势 零 最大 感应电流 零 最大 电流方向改变不变(1)匀强磁场． (2)线圈匀速转动．(3)线圈的转轴垂直于磁场方向．【例1】 (多选)如图所示，一矩形闭合线圈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ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0～π2ω这段时间内( )A．线圈中的感应电流一直在减小B．线圈中的感应电流先增大后减小C．穿过线圈的磁通量一直在减小D．穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小AD [计时开始时线圈平面与磁场平行，感应电流最大，在0～π2ω时间内线圈转过四分之一个圆周，感应电流从最大减小为零，磁通量逐渐增大，其变化率一直减小，故A、D正确．]产生正弦式交变电流的条件是：线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，与线圈的形状和转轴的位置无关.[跟进训练]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．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CD [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与磁感线平行，即不切割磁感线，所以感应电动势等于零，也即此时穿过线框的磁通量的变化率等于零，感应电动势或感应电流的方向在此时刻改变．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是垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，即此时穿过线框的磁通量的变化率最大，故C 、D 选项正确．]对交变电流的变化规律的理解1.推导正弦式交变电流瞬时值的表达式若线圈平面从中性面开始转动，如图所示，则经时间t ：(1)线圈转过的角度为ωt .(2) ab 边的线速度跟磁感线方向的夹角θ＝ωt .(3) ab 边转动的线速度大小v ＝ωL ad2.(4) ab 边产生的感应电动势e ab ＝BL ab v sin θ＝BSω2sin ωt .(5)整个线圈产生的感应电动势e ＝2e ab ＝BSωsin ωt ， 若线圈为N 匝，e ＝NBSωsin ωt .(6)若线圈给外电阻R 供电，设线圈本身电阻为r ，由闭合电路欧姆定律得i ＝eR ＋r ＝E mR ＋rsin ωt ，即i ＝I m sin ωt ，R 两端的电压可记为u ＝U m sin ωt .2．峰值(1)由e ＝NBSωsin ωt 可知，电动势的峰值E m ＝NBSω.(2)交变电动势的最大值，由线圈匝数N 、磁感应强度B 、转动角速度ω及线圈面积S 决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，但转轴必须垂直于磁场，因此如图所示几种情况，若N 、B 、S 、ω相同，则电动势的最大值相同．(3)电流的峰值可表示为I m ＝NBSωR ＋r.【例2】 如图所示，正方形线圈abcd 的边长是0.5 m ，共150匝，匀强磁场的磁感应强度为B ＝2π T ，当线圈以150 r/min 的转速绕中心轴线OO ′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)线圈转过110s 时电动势的瞬时值．[解析] 分别把E m 、ω的数值推出，代入一般式e ＝E m sin ωt 就得出了瞬时值表达式．求瞬时值时，只需把t 的时刻代入表达式就可以了．(1)e ＝E m sin ωt ＝NBS ·2πn sin 2πnt ， 代入数据可得e ＝375sin 5πt (V)． (2)当t ＝110s 时，电动势的瞬时值e ＝375sin ⎝⎛⎭⎪⎫5π×110 V ＝375 V.[答案] (1)e ＝375sin 5πt (V) (2)375 V上例中，若从线圈处于垂直于中性面的位置开始计时，其他条件不变，结果如何呢？ 提示：(1)e ＝E m cos ωt ＝375cos 5πt (V)． (2)e ＝375cos(5π×110) V ＝0.(1)求解交变电流的瞬时值问题的答题模型(2)若线圈给外电阻R 供电，设线圈本身电阻为r ，由闭合电路欧姆定律得i ＝eR ＋r ＝E mR ＋rsin ωt ＝I m sin ωt ，R 两端的电压可记为u ＝U m sin ωt .[跟进训练]2.(多选)如图所示，abcd 为一边长为L 、匝数为N 的正方形闭合线圈，绕对称轴OO ′匀速转动，角速度为ω.空间中只有OO ′左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B .若闭合线圈的总电阻为R ，则( )A ．线圈中电动势的最大值为22NBL 2ωB ．线圈中电动势的最大值为12NBL 2ωC ．在线圈转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流D ．当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量为12BL 2BD [最大值E m ＝12NBL 2ω，A 错误，B 正确；在线圈转动的过程中，线圈始终有一半在磁场中运动，不会有一半时间没有电流，C 错误；题图中所示位置中，穿过线圈的磁通量为12BL 2，D 正确．]交变电流的图象1.如图所示，正弦交变电流随时间的变化情况可以从图象上表示出来，图象描述的是交变电流的电动势、电流、电压随时间变化的规律，它们是正弦曲线．2．交变电流图象的应用 从图象中可以解读到以下信息：(1)交变电流的最大值I m 、E m 、U m 、周期T .(2)因线圈在中性面时感应电动势、感应电流均为零，磁通量最大，所以可确定线圈位于中性面的时刻．(3)找出线圈平行于磁感线的时刻． (4)判断线圈中磁通量的变化情况． (5)分析判断e 、i 、u 随时间的变化规律．【例3】 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图所示，则( )A ．交流电的频率是4π HzB ．当t ＝0时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大C ．当t ＝π s 时，e 有最大值D ．t ＝32π s 时，e ＝－10 V 最小，磁通量变化率最小B [从题图象可知交流电的周期为2π s，频率为12πHz ，t ＝π s 时，e ＝0最小，A 、C 错误；t ＝0时，e 最小，Φ最大，B 正确；t ＝32π s 时，e ＝－10 V ，e 最大，ΔΦΔt最大，“－”号表示方向，D 错误．]图象的分析方法一看：看“轴”、看“线”、看“斜率”、看“点”，并理解其物理意义． 二变：掌握“图与图”“图与式”和“图与物”之间的变通关系． 三判：在此基础上进行正确的分析和判断．[跟进训练]3．一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动，线圈中的感应电动势e 随时间t 变化的规律如图所示，则下列说法正确的是( )A ．图象是从线圈平面位于中性面开始计时的B ．t 2时刻穿过线圈的磁通量为零C ．t 2时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零D ．感应电动势e 的方向变化时，穿过线圈的磁通量的方向也变化B [由题图可知，当t ＝0时，感应电动势最大，说明穿过线圈的磁通量的变化率最大，磁通量为零，即是从线圈平面与磁场方向平行时开始计时的，选项A 错误；t 2时刻感应电动势最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，磁通量为零，选项B 正确，C 错误；感应电动势e 的方向变化时，线圈通过中性面，穿过线圈的磁通量最大，但方向并不变化，选项D 错误．]1．[物理观念]交变电流、交变电流的瞬时值、峰值．2．[科学思维]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．3．[科学思维]认识交变电流的图象，并根据图象解决具体问题．1．(多选)如图所示的图象中属于交变电流的是( )A BC DABC [选项A、B、C中e的方向均发生了变化，故它们属于交变电流，但不是正弦式交变电流；选项D中e的方向未变化，故是直流．]2．(多选)下列方法中能够产生交变电流的是( )A B高中物理学案大全，高考学案大全C DACD [B中的金属棒不切割磁感线，不产生感应电动势，C中的折线与矩形线圈的效果是相同的，D 中能产生按余弦规律变化的交变电流．]3．一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是( )A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小B [从题图乙可以看出，t1、t3时刻通过线圈的磁通量最大，线圈经过中性面位置时线圈中感应电流方向改变，A错误，B正确；t2、t4时刻通过线圈的磁通量为零，线圈处于与中性面垂直的位置，此时感应电动势和感应电流均为最大，故C、D错误．]。
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。
2.1 交变电流 学案
1交变电流学案[学习目标] 1.会观察电流(或电压)的波形图，理解交变电流和直流的概念.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.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的物理含义.一、交变电流1.恒定电流：大小和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变化的电流，称为交变电流.3.正弦交变电流：电流随时间按函数规律变化的交变电流称为.二、正弦交变电流的产生和表述1.正弦交变电流的产生：闭合矩形线圈在磁场中绕方向的轴转动时，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：线圈从磁场方向计时产生电动势的瞬时值表达式:e＝,E m＝.电路中电流：i＝，外电路两端电压：u＝.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)只要线圈在磁场中转动，就可以产生交变电流.()(2)线圈在通过中性面时磁通量最大，电流也最大.()(3)线圈在通过垂直中性面的平面时电流最大，但磁通量为零.()(4)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20 cm，线圈总电阻为1 Ω，线圈绕垂直磁场方向的OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图1所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T，该线圈产生的感应电动势的最大值为，感应电流的最大值为，若从中性面位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为.图1一、正弦交变电流的产生[导学探究] 假定线圈绕OO ′轴沿逆时针方向匀速转动，如图2甲至丁所示.请分析判断：图2(1)线圈转动一周的过程中，线圈中的电流方向的变化情况.(2)线圈转动过程中，当产生的感应电流有最大值和最小值时线圈分别在什么位置？ 答案 (1)转动过程 电流方向 甲→乙 B →A →D →C 乙→丙 B →A →D →C 丙→丁 A →B →C →D 丁→甲A →B →C →D(2)线圈转到乙或丁位置时线圈中的电流最大.线圈转到甲或丙位置时线圈中电流最小，为零，此时线圈所处的平面称为中性面. [知识深化] 两个特殊位置(1)中性面(S ⊥B 位置，如图2中的甲、丙)线圈平面与磁场垂直的位置，此时Φ最大，ΔΦΔt为0，e 为0，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(S ∥B 位置，如图2中的乙、丁) 此时Φ为0，ΔΦΔt最大，e 最大，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 二、正弦交变电流的变化规律[导学探究] 如图3所示，线圈平面绕bc 边的中点从中性面开始转动，角速度为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 .设ab 边长为L 1，bc 边长为L 2，线圈面积S ＝L 1L 2，磁感应强度为B ，则：图3(1)ab 边产生的感应电动势为多大？ (2)整个线圈中的感应电动势为多大？(3)若线圈有N 匝，则整个线圈的感应电动势为多大？ 答案 (1)e ab ＝BL 1v sin ωt ＝BL 1L 2ω2sin ωt＝12BL 1L 2ωsin ωt ＝12BSωsin ωt . (2)整个线圈中的感应电动势由ab 和cd 两边产生的感应电动势组成，且e ab ＝e cd ，所以e 总＝e ab ＋e cd ＝BSωsin ωt .(3)若线圈有N 匝，则相当于N 个完全相同的电源串联，所以e ＝NBSωsin ωt . [知识深化] 1.最大值表达式 E m ＝NBSω，I m ＝E m R ＋r ＝NBSωR ＋r ，U m ＝I m R ＝NBSωRR ＋r2.最大值决定因素：由线圈匝数N 、磁感应强度B 、转动角速度ω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4所示的几种情况中，如果N 、B 、ω、S 均相同，则感应电动势的最大值均为E m ＝NBSω.图43.正弦交变电流的瞬时值表达式 (1)从中性面位置开始计时e ＝E m sin ωt ，i ＝I m sin ωt ，u ＝U m sin ωt (2)从与中性面垂直的位置开始计时 e ＝E m cos ωt ，i ＝I m cos ωt ，u ＝U m cos ωt .例2 一矩形线圈，面积是0.05 m 2，共100匝，线圈电阻r ＝2 Ω，外接电阻R ＝8 Ω，线圈在磁感应强度B ＝1π T 的匀强磁场中以n ＝300 r/min 的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图5所示，若从中性面开始计时，求：图5(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；(2)线圈从开始计时经130 s 时线圈中由此得到的感应电流的瞬时值；(3)外电路R 两端电压瞬时值的表达式.1.求交变电流瞬时值的方法(1)确定线圈转动从哪个位置开始计时； (2)确定表达式是正弦函数还是余弦函数；(3)确定转动的角速度ω＝2πn (n 的单位为r/s)、最大值E m ＝NBSω； (4)写出表达式，代入时间求瞬时值.2.线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动产生正弦式交变电流，产生的交变电流与线圈的形状无关.如图6所示，若线圈的面积和匝数与例2题图所示线圈面积相同，则答案完全相同.图6三、正弦交变电流的图像如图7甲、乙所示，从图像中可以解读到以下信息：图7(1)交变电流的最大值E m 、I m 和周期T . (2)两个特殊值对应的位置：①e ＝0(或i ＝0)时，线圈位于中性面上； e 最大(或i 最大)时，线圈平行于磁感线. ②e ＝0(或i ＝0)时，ΔΦΔt ＝0，Φ最大.e 最大(或i 最大)时，ΔΦΔt最大，Φ＝0.(3)分析判断e 、i 大小和方向随时间的变化规律.例3 一闭合矩形线圈abcd 绕垂直于磁感线的固定轴OO ′匀速转动，线圈平面位于如图8甲所示的匀强磁场中，通过线圈的磁通量Φ随时间t 的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是( )图8A.t 1、t 3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B.t 1、t 3时刻线圈中感应电流方向改变C.t 2、t 4时刻线圈中磁通量最大D.t 2、t 4时刻线圈中感应电动势最小根据图像找出线圈位于中性面位置时对应的时刻，然后根据中性面的性质进行判断.1.(交变电流的产生)(多选)下列各图中，线圈中能产生交变电流的有()2.(交变电流的产生及规律)(多选)如图9所示，一矩形闭合线圈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ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0～π2ω这段时间内()图9A.线圈中的感应电流一直在减小B.线圈中的感应电流先增大后减小C.穿过线圈的磁通量一直在减小D.穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小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10甲所示，则下列说法中正确的是()图10A.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.该线圈产生的相应感应电动势的图像如图乙所示4.(交变电流的变化规律)如图11所示，匀强磁场的磁感应强度B＝2πT，边长L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω.求：图11(1)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.2.1 交变电流 学案 参考答案【自主预习】一．1.方向 2.周期性 3.正弦、正弦交变电流二．1.匀强、垂直于磁场、匀速 2.垂直、E m sin ωt 、NBSω 、 i ＝I m sin ωt 、 u ＝U m sin ωt . [即学即用]1. （1）×（2）× （3）√ （4）√2.答案 6.28 V 6.28 A e ＝6.28sin 10πt (V)解析 感应电动势的最大值为E m ＝nBSω＝10×0.5×0.22×10π V ＝6.28 V 感应电流的最大值为I m ＝E mR＝6.28 A 感应电动势的瞬时值表达式为e ＝E m sin ωt ＝6.28sin 10πt (V).【重点探究】例1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. 例2答案 (1)e ＝50sin 10πt (V) (2)532 A(3)u ＝40sin 10πt (V)解析 (1)线圈转速n ＝300 r /min ＝5 r/s ， 角速度ω＝2πn ＝10π rad/s ，线圈产生的感应电动势最大值E m ＝NBSω＝50 V ， 由此得到的感应电动势瞬时值表达式为 e ＝E m sin ωt ＝50sin 10πt (V).(2)将t ＝130 s 代入感应电动势瞬时值表达式中，得e ′＝50sin (10π×130) V ＝25 3 V ，对应的感应电流i ′＝e ′R ＋r＝532 A.(3)由闭合电路欧姆定律得u ＝eR ＋r R ＝40sin 10πt (V).例3答案 B解析 由题图乙可知，t 1、t 3时刻通过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，选项A 错误；t 1、t 3时刻线圈处于中性面上，故此时刻的感应电流方向改变，选项B 正确；t 2、t 4时刻线圈中磁通量最小，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，选项C 、D 错误.【达标检测】1.答案 BCD2.答案 AD解析 题图所示位置，线圈平面与磁场平行，感应电流最大，因为π2ω＝T 4，在0～π2ω时间内线圈转过四分之一个周期，感应电流从最大值减小为零，穿过线圈的磁通量逐渐增大，穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小，故A 、D 正确，B 、C 错误. 3.答案 B解析 由题图甲可知t ＝0时刻，穿过线圈的磁通量最大，线圈处于中性面，t ＝0.01 s 时刻，磁通量为零，但变化率最大，故A 项错误，B 项正确；t ＝0.02 s 时刻，感应电动势应为零，故C 、D 项均错误.4.答案 (1)2 2 V (2)e ＝22cos 2πt (V) (3)65A 解析 (1)设转动过程中感应电动势的最大值为E m ，则E m ＝NBL 2ω＝100×2π×0.12×2π V ＝2 2 V.(2)从题图所示位置开始感应电动势的瞬时值表达式为e ＝E m cos ωt ＝22cos 2πt (V) (3)从题图所示位置开始转过30°角时感应电动势的瞬时值e ′＝22cos 30°＝ 6 V ，i ＝e ′R ＋r ＝65A.。
交变电流导学案1
选修3-2第五章交变电流第一节交变电流学习目标：1、知道什么是交变电流2、理解交变电流产生的原理3、知道交变电流的变化规律4、全力投入，勤于思考，培养科学的态度和正确的价值观。
重点：理解交变电流产生的原理，认识交变电流的特点及规律 难点：理解交变电流产生的原理预习案使用说明与学法指导：1、先通读教材，勾画出本节内容的基本概念（交流、直流、中性面、峰值等），再完成教材助读设置的问题，依据发现的问题，然后再读教材或查阅资料，解决问题。
2、独立完成，限时20分钟。
一、 知识准备：1、 第四章所学的楞次定律，法拉第电磁感应定律2、 教材18页第5题 二、 教材助读： （一） 交变电流1、 交流与直流的区别2、 交流能变成直流吗？ （二） 交变电流的产生3、 交流发电机的基本结构是怎样的？发电的原理是什么？4、 什么是中性面？线圈经过中性面时穿过的磁通量怎样，瞬时感应电动势为多少？5、 按照书上图5.1-3，认真考虑书上提出的问题6、 试着画出产生的电流随时间变化的曲线。
（三） 交变电流的变化规律7、 正弦式电流的电动势随时间变化的规律是怎样的？ 8、 试做书上34页第4题 预习自测：1．如图所示，下列四种情况均表示闭合线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，在下列情况下线圈中不能产生交流电的是（ ）（从左侧看线圈绕OO ′顺时针转动）2．正弦交变电动势的最小值出现在（ ）A ．线圈经过中性面时B ．穿过线圈的磁通量为零时C ．穿过线圈的磁通量变化最快时D ．线圈边框的速度与磁感线垂直时3．如图所示，线框在匀强磁场中绕OO ′轴匀速转动（由上向下看是逆时针方向），当转到B′A D C BA．磁通量和感应电动势都在变大B．磁通量和感应电动势都在变小C．磁通量在变小，感应电动势在变大D．磁通量在变大，感应电动势在变小学习建议：自测题体现一定的基础性，又有一定的思维含量，只有“细心才对，思考才会”。
我的疑惑？请你将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。
第一节 交变电流学案1
A．线圈中感应电流的方向为adcb
B．穿过线圈的磁通量为0
C．穿过线圈的感应电流为0
D．穿过线圈的磁通量的变化率为0
小
结
反
思
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Fra bibliotek丙—丁丁
丁—甲
甲
电流方向
磁通量及变化
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？
课题
§5.1交变电流（一）
使用
说明
1、通过阅读课本31页，填写相关内容；
2、根据课件补充知识，加深了解。
学习
目标
1、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。
重点
难点
1、交变电流产生的物理过程的分析；
例1、下图中__________是直流电，___________是交变电流。
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？
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、当堂检测】
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《交变电流》复习指导与典例分析
（一）交变电流
1. 定义：强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫交变电流。
2. 正弦式电流：随时间按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流。
（二）正弦式电流的产生和变化规律
1. 产生：在匀强磁场里，绕垂直于磁场方向的轴匀角速转动的线圈里产生正弦式电流。
2. 变化规律：
（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，R e i =
1. 有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值，对正弦式交流电，其有效值与峰值间的关系为：2/m εε=，2/m U U =，2/m I I =
2. 瞬时值：交变电流某一时刻的值。
3. 峰值：即最大的瞬时值。
4. 周期和频率：交变电流完成一次周期性变化所用的时间叫周期；1秒内完成周期性变化的次数叫频率，它们和角频率间的关系为f T ππω2/2==
1. 流I 和电压的关系都满足I
2. （1）如图示，接频率为f 交流电时，I =
2（2）感抗L X ：X L =电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。
（3）应用：“通直流、阻交流”或“通低频、阻高频”。
3. 电容对交变电流的影响：
（1）如图示，设电容器的电容为C ，则接直流电源时，01=I ，接频率为f 的交变电流时C
X U
I =
2，显然21I I <。
注意：接交变电源时，电流能“通过”电容器，是指电容器在充、放电过程中，电路就有了电流，表现为交流“通过”了电容器。
（2）容抗C X ：fC
X C π21=
说明：电容器的电容C 越大，交流的f 越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，容抗也就越小。
（3）应用：“通交流、隔直流、通高频、阻低频”。
（五）变压器及其原理
变压器是利用电磁感应原理来改变交变电压的装置。
对理想变压器，其原、副线圈两端电压1U 、2U 其中的电流1I 、2I 和匝数1n 、2n 的关系为：
2121n n U U =，1
221n n
I I =。
（六）高压输电
为减小输电线上的电能损失，常采用高压输电，这是因为输送功率一定时，线路电流
U P =，输电线上损失功率线R I P 2
='22
U R P 线=，可知P
'∝2
1U 。
三. 难点辨析：
1. 交流瞬时值的表达式的具体形式是由开始计时时刻和正方向的规定共同决定的。
若从中性面开始计时，该瞬时虽然穿过线圈的磁通量最大，但线圈两边的运动方向恰和磁场方向平行，不切割磁感线，电动势为零，故其表达式为：t e m ωεsin =，但若从线圈平面和磁场平行时开始计时，虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零，但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直，电动势最大，故其表达式为：t e m ωεcos =。
2. 若线圈匝数为N ，当其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，所产生的感应电动势的最大值为：ωεNBS m =，即m ε仅由N 、B 、S 、ω四个量决定，与轴的具体位置和线圈的形状都是无关的。
3. 交流的有效值和峰值的关系：2/m εε=和2/m I I =，2/m U U =。
只适用于正弦式交流，其他规律的交流的峰值和有效值的关系可按有效值的定义进行推导。
4. 有效值和平均值的区别：交流的有效值是按热效应定义的。
对一个确定的交流来说， 其有效值是恒定的，而平均值是由公式t
n
∆∆=φ
ε确定的。
它表现为交流图象中波形对横轴（t 轴）所围“面积”对时间的比值，其值大小是与所取时间间隔有关的，如对正弦式交流，其正半周或负半周的平均电动势大小为πω/2nBS ，而一周期内的平均电动势却为零，在计算交流通过电阻产生的热量热功率时，只能用有效值，而不能用平均值，在计算通过导体的电量时，只能用平均值而不能用有效值。
交流的有效值用得很多，交流电器铭牌上标明的额定电压或额定电流是有效值，交流电表测得的电流、电压也是有效值，不加特别说明，提到交流的电压、电流、电动势时都是有效值。
5. 理想变压器各线圈两端电压与匝数成正比的关系，不仅适用于原副线圈只有一个的情况，而且适用于多个副线圈的情况，这是因为理想变压器的磁通量是全部集中在铁芯内的，因此穿过每组线圈的磁通量的变化率是相同的，因而每组线圈中产生的电动势和匝数成正比，在线圈内阻不计的情况下，线圈两端电压即等于电动势，故每组线圈两端的电压都与匝数成正比，但电流与匝数成反正的关系，只适用于原副线圈各有一个的情况，一旦有多个副线圈，该关系即不适用，由于输入功率和输出功率相等，所以应该有：
+"
"+''+=22222211U I U I U I U I
6. 对原副线圈匝数比（
2
1
n n ）确定的变压器，其输出电压2U 是由输入电压决定的，1122U n n U =
，在原副线圈匝数比（2
1n n
）和输入电压1U 确定的情况下，原线圈中的输入电流1I 却是由副线圈中的输出电流2I 决定的：11
2
2I n n I =（当然2I 是由所接负载的多少而定的）。
7. 在远距离输送电能计算线路功率损耗时常用关系式：线线损R I P 2=计算，其原因是线
I 较易求出：总
总线总U P I I =
=而线线损I U P =或线线损R U P /2
=，则不常用，其原因是在一般
情况下，线U 不易求出，且易把线U 和总U 相混淆而造成错误。
【例题解析】
[例1] 一个电阻接在10V 的直流电源上，它的发热功率是P ，当接到电压为tV u ωsin 10=的交流电源上，它的发热功率是（ ）
A. P 25.0
B. P 5.0
C. P
D. P 2
分析和解答：计算交流的发热功率，必须用有效值，即R
U R U
P m 2
2)2/(/=='有效
R 2/102=，而R R
U P /1022==
直
，所以，2/P P ='，故B 答案正确。
[例2] 电路两端的交流电压tV U u m 314sin =，在s t 005.0=时的值为10V ，则接在电路两端的电压表的读数为多少？
分析和解答：
电压表的读数为交流的有效值2/m U U =
从图中可看出交流的周期T 为s 02.0
在8/0025.0T s t ==时，电流为A 14.14，而8/T t =时线圈从中性面转过的角度为
︒45
由电流公式t I i m ωsin =，得：︒=45sin 14.14m I
∴ )(2045sin /14.14A I m =︒=，而)/(31410002.
0/2/2s rad T ====πππω [例4] 是多少？
在用/0P I =)(140802200V U U U =-=-='线用
)(1016802203W U I P ⨯=⨯='='线线
342用W U I P 1608201=⨯='='线线
)(43840160441030W P P P =-='-=线用。