高二物理导学案(选修3-2交变电流)

创作编号：GB8878185555334563BT9125XW

创作者：凤呜大王*

第二章《交变电流》导学案

编稿：甘生存

2.1 交变电流

自主学习案

1．叫做交流电；

叫做正弦交流电。

2．线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最,

磁通量的变化率最，感应电动势最

线圈中的电流方向要发生改变; 线圈平行于中

性面时，穿过线圈的磁通量最_____,磁通量的

变化最____，感应电动势最。

3．交变电流的瞬时值：如线圈在中性面位置

计时时，瞬时电动势e=_____，瞬时电压u= ，

瞬时电流i= ；如线圈平行于磁场时计时，则瞬时电动势e= ;瞬时电压

u= ;瞬时电流i= 。

4．交变电流的有效值：它是根据电流的正

弦交流电的有效值与最大值之间的关系是：E 有= ,U有= ,I=

探究案

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

tΔ

Δ

=

（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，这时ab边产生的感应电

动势多大?

2、此时整个线框中感应电动势多大?

3、若线圈有N匝呢？

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：

5、几种常见的交变电波形

训练案

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

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B．0.5Bl1l2ωcos ωt

C．Bl1l2ωsin ωt

D．Bl1l2ωcos ωt

5.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→b

D．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