高中物理-交变电流导学案

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(完整版)高中物理5.1交变电流导学案(新人教版)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。

5、掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。

【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。

预习案【自主学习】1．强弱和方向都不随时间改变的电流叫做________电流，简称________；强弱和方向都随时间作周期性变化的电流叫做________电流，简称交流。

2．交变电流是由________发电机产生的．当线圈在________磁场中绕________________的轴匀速转动时，产生交变电流．线圈平面跟磁感线________时，线圈所处的这个位置叫做中性面，线圈平面每经过一次中性面，线圈中感应电流的方向就____________。

3．交流发电机的线圈在磁场中匀速转动，感应电动势e的变化规律为____________。

若把线圈和电阻R′连成闭合电路，设总电阻为R，则电路中电流的瞬时值i＝________________，电阻R′上的电压瞬时值u＝________________.4．家庭电路中的交变电流是________电流，它是一种最________、最________的交变电流。

5．(双选)右图所示的4种电流随时间变化的图中，属于交变电流的有( )6．下列各图中，哪些情况线圈中不能产生交流电( )7．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，感应电动势最大C．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零D．穿过线圈的磁通量为零时，磁通量的变化率也为零【学始于疑】探究案【合作探究一】交变电流的产生问题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( )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．线圈中的电动势达到最大值问题2：如图1所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是( )图1A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置ab边的感应电流方向为a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零归纳总结【合作探究二】用函数表达式描述交变电流问题1：闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240 r/min，若线圈平面转至与磁场方向平行时的电动势为 2 V，则从中性面开始计时，所产生的交流电动势的表达式为e＝________ V，电动势的峰值为________ V，从中性面起经148s，交流电动势的大小为________ V.问题2：有一个10匝正方形线框，边长为20 cm，线框总电阻为1 Ω，线框绕OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图2所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T．问：(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2)线框从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？(3)写出感应电动势随时间变化的表达式。

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。

《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。

【高二】交变电流导学案

【高二】交变电流导学案选修3-2第五章第1节交变电流导学案课前预习学习计划一、预习目标1.了解交流发电原理2、知道交变电流的变化规律及物理量间的关系二、预览内容1、交变电流________而_________________这种变化的电流被称为交流电（AC） ________不随时间变化的电流称为直流（）大小和方向不随时间变化的电流称为“电流”2、交变电流的产生（1）过程分析特殊位置甲乙丙丁戊B和S之间的关系磁通量φ的大小在4个过程中φ变化电流方向磁通量φ变化率（2）中性面：_______________________________磁通量___________磁通量的变化率____________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______次课堂探究学习计划一、学习目标1.了解交流电的产生原理和变化规律；2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系；学习重点和难点：交流电的产生原理、变化规律和物理量之间的关系二、学习过程1.为什么矩形线框在均匀磁场中匀速旋转时会产生交流电？2、交变电流的产生过程中的两个特殊位置及特点是什么？（1）中性面：当线圈平面与中性面重合时，与均匀磁场的磁感应线垂直的平面称为中性面；(a)线圈各边都不切割磁感线，即感应电流等于零；（b）此时磁感应线垂直于线圈平面，因此磁通量最大，磁通量变化率为零(c)交变电流的方向在中性面的两侧是相反的.（2）当线圈平面垂直于中性面时，线圈平面平行于磁感应线，磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势和感应电流最大，电流方向不变3、交变电流的变化规律：如图5-1-1所示，矩形线圈在均匀磁场中均匀旋转有四个过程：当以线圈通过中性面对为计时起点时，交变电流的函数表达式：e=emsinωt，其中em=2nblv=nbωs；i=imsinωt，其中im=em/r。

当线圈通过作为计时起点的中性面时，交流电流的函数表达式为：e=EMSinωt。

5.1 交变电流导学案

5.1 交变电流导学案【学习目标】1.知道什么是交变流电，它与直流电的区别是什么．2.理解交流电的产生原理，能熟练运用楞次定律和法拉第电磁感应定律推导正弦交流电的表达式.3.会用数学函数表达式和图象描述交流电.【学习重点】理解交流电的产生原理，并能用数学函数表达式和图象描述交流电【学习难点】用数学函数表达式和图象描述交流电探究一、交变电流的产生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、当ab 边向右、cd 边向左运动时，线圈中感应电流的方向？4、当ab 边向左、cd 边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何?5、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垂直，即两边都垂直切割磁感线，此时产生感应电动势有什么特点？6、线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小?7、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平行，此时感应电动势为多少？8、中性面：（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 感方向要改变。

线圈转一周，感应电流方向改变次。

探究二、交变电流的变化规律1、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L1，bc边长L2，磁感应强度为B。

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Em =_____________③交变电流的电动势随时间变化规律为 ______________________________④电动势、电流与电压的瞬时值与时间的关系可以用正弦曲线来表示，如下图所示：2、几种常见的交变电波形题型一：交变电流的概念1．下列各图中，表示交变电流的是( )．2．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3．下图中哪些情况线圈中产生了交流电( )．题型二：交变电流的规律4.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．0.5Bl1l2ωsin ωt B．0.5Bl1l2ωcos ωt C．Bl1l2ωsin ωt D．Bl1l2ωcos ωt5.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转轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值为e＝0.5sin(20t) V，由该表达式可推知以下哪些物理量( )A．匀强磁场的磁感应强度B．线框的面积C．穿过线框的磁通量的最大值D．线框转动的角速度6.如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是( )A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置ab边的感应电流方向为a→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零题型三：交变电流的图象7.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垂直．在t＝0时刻，线圈平面与纸面重合(如图所示)，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定由a→b→c→d→a 方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是( )．8．如图所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsin ωt的图是( )．9.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流的波形如图所示，下列说法中正确的是( )．A．t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值B．在t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值C．在t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值D．在t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值。

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？。

高二物理选修3-2第五章交变电流第一节交变电流导学案

高二物理选修3-2第五章交变电流导学案第一节交变电流导学案【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及表示方法，知道交变电流的峰值、瞬时值的物理意义。

【教学重点】运用电磁感应的基本知识，配合相应的演示实验，分析交变电流的产生过程，认识交变电流的特点。

【教学难点】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、瞬时值的物理意义【自主学习】知识复习1．感应电流产生的条件是：2．利用定律可判断感应电流的方向，对于闭合电路一部分导体做切割磁感线的运动情况，判断感应电流的方向，利用判断更方便3．一般情况下，利用公式E= 计算感应电动势，如果导体做切割磁感线运动，则可用E=_____来计算。

知识点一：交变电流演示实验：用电压传感器（或电流传感器）演示电压、电流的波形图1．交变电流：_________和_________都随时间做周期性变化的电流。

简称交流。

2．直流：_________不随时间变化的电流。

3．大小和方向都不随时间变化的电流叫做_________电流。

例1：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______。

知识点二：交变电流的产生如图所示，交流发电机的示意图。

线圈的ab边连在一个金属滑环上，cd边连在另一个滑环上。

导体做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的连接。

1．假定线圈沿逆时针方向匀速转动，如图从甲至丁。

考虑下面几个问题：（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，乙图所示电流为正，反之为负。

高中物理《3.3交变电流》导学案

高中物理《3.3交变电流》导学案3、3交变电流》导学案【学习目标】1、了解交变电流怎样产生2、了解交变电流主要特征物理量3、知道交变电流能通过电容器的原因【重点】交变电流主要特征物理量【难点】交变电流通过电容器的原因【学情调查、情境导入】知识复习法拉第电磁感应定律表达式___________N匝线圈感应电动势表达式_______区别：磁通量____ 磁通量的变化量____ 磁通量的变化率_____【自主学习、合作探究】1交流发电机：①交流发电机也是由______和______组成，无论是______转动还是_______转动，都是使得穿过线圈的____________________，在线圈中激发___________，如果线圈的两端连接用电器，形成_______，电路中就会产生电流。

②_____、______随时间做_______变化的电流叫做交变电流，简称_____(____)电流只沿一个方向流动，叫做_____（____）。

2交流的变化规律：①日常生活中的交流电，电流、电压随时间按____________的规律变化，叫做正弦式电流i=_______________u=________________公式中Im,，Um分别是电流，电压的________，叫做交流的_________。

②交变电流完成___次周期性变化所用的时间叫做交流的_____、交变电流在1s内发生_______________叫做交流的频率。

符号____单位____，我刚使用的交变电流频率是________。

3交流能够通过电容器：电容器能够“_____________，_____________”利用这一特点，如图3、3-8电容器能把混杂在直流中的_______成分滤掉。

如图3、3-9电容器把音频信号传到下一级，而不让_______通过。

4交流的有效值：Ue、Ie分别代表交流电压、电流的________，有效值和峰值的关系__________，__________,我们通常说的220V是交流电压的_____值。

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 (2)

高中物理-交变电流导学案［教学三维目标］：1．知识与技能：⑴知道交变电流是生产和生活中最常用到的电流,而正弦式电流又是最简单和最基本的交变电流。

⑵初步认识交变电流的特点与规律,能够运用电磁感应的基本知识分析其产生过程。

⑶初步理解正弦电流、中性面、瞬时值与最大值,能够运用数学图象来描述正弦式电流。

2．过程与方法⑴观察手摇发电机产生的电流（小电珠发光强弱的变化、电流表指针偏转方向的变化、二极管发光的变化）。

⑵运用电磁感应基本知识,分析一个周期内交变电流的变化规律。

⑶通过推导一个周期内交变电流的瞬时值表达式,建立正弦交变电流随时间变化的图象,知道交流电流在什么时刻达到最大值,在什么位置改变方向。

3．情感、态度与价值观感受交变电流在生活、生产中的广泛运用,激发学生学习的热情,体会数学函数与图象在物理知识上广泛运用,感受运用数学知识在推导物理规律过程中所带来的愉悦感。

［自主预习］：一、交变电流：1、交变电流：和都随时间做周期性变化的电流。

2、直流电：不随时间变化的电流。

二、交变电流的产生：1、分析教材P32上图5. 1-3,线圈在匀速转动过程中,线圈的边和边在作切割磁感线运动。

2、当线圈平面处于与匀强磁场垂直的位置时,通过线圈的磁通量最大,该位置称为面,此位置线圈两边切割磁感线的有效速度为 ,此时电路中的感应电流为。

3、当线圈平面处于与匀强磁场平行的位置时,通过线圈的磁通量Φ= ,此时线圈两边切割磁感线的有效速度为最 ,此时电路中的感应电流为最。

三、交变电流变化的规律１、请思考：⑴感应电动势的大小如何变化？即在线圈在什么位置感应电动势有最大值？在什么位置有最小值？对应的磁通量与磁通量变化快慢如何？⑵感应电动势的方向怎样改变？在什么位置电流方向发生改变？线圈旋转一周,电流方向改变次。

２、正弦式电流的函数表达式：（1）电动势瞬时值：e=（2）电流瞬时值： i=（3）电压瞬时值： u=3、如何用图象表示交变电流［教学过程］：［演示实验1］用手摇发电机连接小电珠,摇动发电机,观察小电珠的发光情况。

3.1交变电流导学案高二下学期物理人教版选择性2

3.1 交变电流（第1课时）【学习目标】1．理解交变电流、直流的概念，能区分交流、直流电2．理解交变电流的产生原理3．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】重点是交变电流产生的物理过程分析【新课引入】问题：用电压传感器先观察电池供给的电压的波形，再观察学生电源交流挡供给的电压的波形。

这两种波形有什么差异？【合作探究】【任务一】交变电流1．波形图：在显示屏上显示的电压(或电流)随______变化的图像。

2．交变电流：随时间做_____________的电流，简称交流。

3．直流：__________不随时间变化的电流，如电池供给的电流、日常使用的各种充电器输出的电流等。

练习：下列关于交变电流和直流的说法正确的是（）A．若电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B．直流的大小可以变化，但方向不一定变化C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化【任务二】交变电流的产生1．中性面：线圈平面与磁感线＿＿＿＿的位置，此位置各边＿＿＿＿＿＿磁感线，线圈中＿＿感应电流产生，故此时线圈所在的平面叫中性面。

【说明】线圈经过中性面时，Φ＿＿＿＿，但线圈中电动势为＿＿。

2．电动势：(1)线圈与磁场垂直时，Φ＿＿＿＿，但线圈中的电动势＿＿＿＿；(2)线圈与磁场平行时，Φ＿＿＿＿，但线圈中的电动势＿＿＿＿；3思考与讨论(1)ab和cd不断做___磁感线运动，由于磁感线方向是____的，而ab和cd的运动方向总是______ ，并且不断改变，于是线圈和外部电路就有了_______ 不断改变的感应电流(2)A.在线圈从上左转到上右的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？B.在线圈从下左转到下右的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？C.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？【任务三】完成教材51页图3.141.下列图像中不属于交流电的有（）A．B．C．D．2.在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，如图所示，穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化。

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

5.1交变电流导学案

2014-2015学年第二学期物理选修3-2导学案编号：07 使用时间：2015.3 编写人：陈明生审核人：负责人：班级：小组：姓名：组内评价：教师评价：§5. 1交变电流导学案[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。

[重点难点]交流电直流电的概念及波形图、交变电流的变化规律及表示方法。

[复习引入]1、感应电流产生的条件是什么？判断感应电流的方向如何判断？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，哪几段导体切割磁感线？哪几段导体能产生感应电动势？感应电流的方向如何判断？一、交变电流的产生问题：如图中（a）时刻，穿过线框的磁通量是最大还是最小？abcd四条边中，是否有某条边切割磁感线？思考：如图中（a）时刻，穿过线框的磁通量的变化率是否是最大？问题：（a）（b）（c）（d）（e）中哪几个位置产生瞬时的感应电流？方向如何？请上图中表明感应电流的方向。

从（b）到（c）电流又是怎样变化的？二、交变电流的变化规律：电动势的最大值（峰值）的符号是。

电动势的瞬时值的符号是。

尝试推导1：如上图（b）所示，设匀强磁场的磁感应强度为B，ab边长为L，bc边长为l，线圈匀速转动角速度为ω，试写出线圈电动势最大值E m的表达式。

尝试推导2：若线框从中性面开始以角速度ω匀速转动，经时间t，转过的角度为ωt，试写出线圈电动势的瞬时表达式。

尝试推导3：若发电机外接到负载电阻为R的用电器上，试写出电阻上电压与电流的瞬时表达式。

4.正弦式交变电流的图象及应用：或（）（）(1)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时，开始计时时线圈所处的位置不同，得到的i－t图象也就不同；(2)分析有关交变电流的图象问题时，要注意从图象中找出两个特殊位置所对应的时刻.。

新教材高中物理第三章交变电流2交变电流的描述导学案新人教版选择性必修第二册

2．交变电流的描述1．掌握交变电流的周期和频率的含义以及角速度、周期和频率之间的关系。

2.掌握交变电流的峰值的含义及有效值的含义和计算方法。

3.知道正弦式交变电流有效值与峰值的关系及在生活中的应用。

4.会用公式和图像描述正弦式交变电流。

5.了解电感器和电容器对交变电流的作用。

一、周期和频率1．周期：交变电流完成一次周期性变化所需的□01时间，叫作它的周期，通常用T 表示，单位是秒。

2．频率：交变电流完成周期性变化的□02次数与□03所用时间之比叫作它的频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的次数。

频率通常用f 表示，单位是赫兹。

3．周期、频率与角速度的关系式：f ＝1T，ω＝□042πf 。

二、峰值和有效值1．峰值：交变电流的峰值I m 或U m 可以用来表示电流的□01强弱或电压的□02高低。

2．有效值：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果在交变电流的□03一个周期内它们产生的热量□04相等，而这个恒定电流的电流与电压分别为I 、U ，我们就把I 、U 叫作这一交变电流的有效值。

3．正弦式交变电流的有效值：I ＝□05I m2，U ＝□06U m2。

三、正弦式交变电流的公式和图像1．描述交变电流的物理量：交变电流的□01周期和□02频率描述电流(或电压)的变化快慢，□03峰值描述变化过程中的最大值。

2．如果要详细描述交变电流的情况可以用□04公式和□05图像两种方式，这两种描述可以全面记录和反映电流(或电压)□06每个时刻的情况。

(1)图像：以电压u 为例，如图所示。

(2)公式：以电压u 为例，如果已知一交变电流的周期T 或频率f ，又知道它的电压的有效值或峰值，那么可以对第1节中的电压u ＝U m sin ωt 作进一步表达，可得u ＝U m sin 2πTt ＝□072U sin 2πTt 。

判一判(1)若交变电流是由线圈在匀强磁场中匀速转动形成的，则交变电流的周期也是线圈做圆周运动的周期。

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。

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《2.1 交变电流》精品导学案教科版选修3-2

学案1 交变电流[学习目标定位] 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、峰值的物理含义．1．感应电动势的大小基本式：E ＝N ΔΦΔt(法拉第电磁感应定律)导出式：E ＝ (导体切割磁感线时的感应电动势) 2．感应电动势的方向基本规律：定律. 导出规律：定则.一、交变电流1．恒定电流：和都不随时间变化的电流． 2．交变电流：和随时间作周期性变化的电流．3．正弦交变电流：电流随时间按规律变化的交变电流．二、正弦交变电流的产生和表述1．产生：闭合线圈在匀强磁场中绕的轴匀速转动． 2．表述：(1)电动势瞬时值表达式为e ＝ .(2)当正弦交变电流的负载为灯泡等用电器时，负载两端的电压u 、流过的电流i 也按变化，即u ＝，i ＝ .一、交变电流[问题设计]1.把图1所示电路接在干电池的两端时，可以观察到什么现象？图12．把图1中电路接在手摇式发电机两端时，又会观察到怎样的现象？[要点提炼] 1．交变电流：方向随时间作变化的电流叫交变电流，简称．2．直流：不随时间变化的电流叫直流．对直流电流和交变电流的区分主要是看电流是否变化． 3．图像特点(1)恒定电流的图像是一条与时间轴．(2)交变电流的图像有时在时间轴的上方，有时在时间轴的下方，方向随时间作变化．二、正弦交变电流的产生和表述 [问题设计]如图2所示是线圈ABCD 在磁场中绕轴OO′转动时的截面图．线圈平面从中性面开始转动，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L1，BC 边长为L2，线圈面积S ＝L1L2，磁感应强度为B ，线圈转动角速度为ω则：图2(1)甲、乙、丙位置AB 边产生的感应电动势各为多大？ (2)甲、乙、丙位置整个线圈中的感应电动势各为多大？(3)若线圈有N 匝，则甲、乙、丙中整个线圈的感应电动势各为多大？[要点提炼]1．正弦式交变电流的产生：将闭合线圈置于中，并绕的轴转动．2．正弦式交变电流瞬时值表达式：(1)当从中性面开始计时：e ＝ .(2)当从与中性面垂直的位置开始计时：e ＝ . 3．正弦式交变电流的峰值表达式： Em ＝与线圈的形状及转动轴的位置 (填“有关”或“无关”) 4．两个特殊位置：(1)中性面：线圈平面与磁场 .e 为，i 为，Φ ，ΔΦΔt为 .(填“0”或“最大”)线圈每次经过中性面时，线圈中感应电流方向都要改变，线圈转动一周，感应电流方向改变次． (2)垂直中性面：线圈平面与磁场 .E ，I ，Φ为，ΔΦΔt .(填“0”或“最大”)5．正弦式交变电流的图像及应用：或从中性面计时从垂直中性面(B∥S)计时(1)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时，开始计时时线圈所处的位置不同，得到的i－t图像也就不同；(2)分析有关交变电流的图像问题时，要注意从图像中找出两个特殊位置所对应的时刻．一、交变电流的判断例1如下图所示图像中属于交流电的有()二、正弦式交变电流的产生例2矩形线框绕垂直于匀强磁场且在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，各边切割磁感线的速度为零三、交变电流的规律例3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OO′轴以10π rad/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0.5 T，问：图3(1)该线圈产生的交变电流电动势的峰值、电流的峰值分别是多少．(2)若从中性面位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的表达式．(3)线圈从中性面位置开始，转过30°时，感应电动势的瞬时值是多大．四、交变电流的图像例4线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生的交变电流的图像如图4所示，由图中信息可以判断()图4A．在A和C时刻线圈处于中性面位置B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C．从A～D线圈转过的角度为2πD．若从O～D历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次1．(交变电流的产生)下列各图中，线圈中能产生交变电流的有( )2．(交变电流的规律)如图5所示，矩形线圈abcd 放在匀强磁场中，ad ＝bc ＝l1，ab ＝cd ＝l2.从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴匀速转动，则( )图5A ．以OO′为转轴时，感应电动势e ＝Bl1l2ωsin ωtB ．以O1O1′为转轴时，感应电动势e ＝Bl1l2ωsin ωtC ．以OO′为转轴时，感应电动势e ＝Bl1l2ωcos ωtD ．以OO′为转轴跟以ab 为转轴一样，感应电动势e ＝Bl1l2ωsin (ωt ＋π2)3．(交变电流的图像)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像如图6甲所示，则下列说法中正确的是( )图6A ．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，交变电动势达到最大D ．该线圈产生的相应交变电动势的图像如图乙所示4．(交变电流的规律)如图7所示，线圈的面积是0.05 m2，共100匝，匀强磁场的磁感应强度B ＝1π T ，当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时，求：图7(1)若从线圈的中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．(2)从中性面开始计时，线圈转过130s 时电动势瞬时值多大？教师个人研修总结在新课改的形式下，如何激发教师的教研热情，提升教师的教研能力和学校整体的教研实效，是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。

5.1交变电流(导学案)

第1节交变电流[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、峰值的物理含义．【课前预习案】一、交变电流1．交变电流：大小和方向都随时间做变化的电流叫交变电流，简称．2．直流：不随时间变化的电流称为直流．3．正弦式交变电流：按规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称．二、交变电流的产生闭合线圈置于磁场中，并绕方向的轴转动．三、交变电流的变化规律1．中性面(1)中性面：与磁感线的平面．(2)当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量，线圈中的电流，且线圈平面经过中性面时，电流方向就发生，故线圈转动一周电流方向改变次．2．从中性面开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时值表达式：e＝E m sin ωt，E m叫做电动势的．【课上探究案】一、交变电流的产生假定线圈绕OO′轴沿逆时针方向匀速转动，如图甲至丁所示，则：(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？[两个特殊位置]1．中性面位置(S⊥B，如图3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，如图3中的乙、丁)此时Φ为0，ΔΦΔt最大，e最大，i最大．二、交变电流的变化规律如图所示，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L1，bc边长为L2，线圈面积S ＝L1L2，磁感应强度为B，则：(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？【重点知识】1．峰值表达式E m＝nBSω，I m＝E mR＋r＝nBSωR＋r，U m＝I m R＝nBSωRR＋r说明电动势峰值E m＝nBSω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．如图所示的几种情况中，如果n、B、ω、S均相同，则感应电动势的峰值均相同．2．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.3．确定正弦式电流电动势瞬时值表达式的基本方法1．确定线圈转动从哪个位置开始计时，以确定瞬时值表达式是按正弦规律变化还是按余弦规律变化．2．确定线圈转动的角速度．3．确定感应电动势的峰值E m＝nBSω.4．写出瞬时值表达式e＝E m sin ωt或e＝E m cos ωt.三、交变电流的图象如图甲、乙所示，从图象中可以得到以下信息：(1)交变电流的峰值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，此时ΔΦΔt＝0，Φ最大．②e最大(或i最大)时：线圈平行于磁感线，此时ΔΦΔt最大，Φ＝0.(3)e、i大小和方向随时间的变化规律．【课堂练习】1、如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正，则下列四幅图象中可能正确的是()2、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势随时间变化的图象如图所示，则()A．t1、t3时刻线圈平面处于中性面位置B．t2、t4时刻通过线圈的磁通量最大C．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大D．t2、t4时刻线圈平面与中性面平行【课后反思】。

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