人教版高中物理选修3-2学案5-1 交变电流 Word版

第五章交变电流1交变电流学习目标1.会观察电流的波形图,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.理解交变电流的瞬时值、峰值及中性面的概念.自主探究1.随时间周期性变化的电流叫做交变电流.不随时间变化的电流叫做直流.

2.线框平面与磁感线的位置叫做中性面.

3.按规律变化的交变电流叫做正弦式交变电流,简称正弦式电流.

4.正弦式交变电流的变化规律e=Emaxsinωt,Emax表示电动势的最大值,叫做电动势的.

合作探究一、交变电流自主学习:阅读课本P31“交变电流”的内容,学习交变电流的相关知识.______随时间周期性变化的电流叫做交变电流。______不随时间变化的电流叫做直流。______和_______都不随时间变化的电流叫恒定电流。二、交变电流的产生提出问题:观察课本P32“交流发电机的示意图”,完成以下问题.线圈在磁场中转动一周的过程中，AB、CD两边中电流分别向哪个方向流动？（2）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？三、交变电流的变化规律提出问题:如图所示，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ab边的横截面，标d的小圆圈表示线圈cd边的横截面,ab、cd长度为，ad、bc长度为，设线圈平面从中性面开始转动（从中性面开始计)线圈在转动过程中，哪些边产生电动势？在t时刻，ab和cd边产生的电动势分别为多大？方向分别如何？在t时刻，线圈中产生的总的电动势为多大？课堂练习如图所示，ab边长为20cm，ad边长为10cm的矩形单匝线圈，磁场的磁感应强度B＝0.2T，线圈转速n＝100r/s.求：(1)线圈产生的感应电动势的最大值；(2)若从中性面计时，经过s时线圈电动势的瞬时值是多大？思考讨论根据的图像，讨论下列问题：在0，T/4，T/2，3T/4，T时刻，线圈分别处于什么位置？（位置指：中性面或垂直于中性面）感应电流在什么位置改变方向？线圈转动一周，改变几次方向？在什么位置穿过线圈的磁通量最大？什么位置最小？（4）线圈在什么位置时，磁通量的变化率最大？在什么位置时最小？根据讨论结果，完成下列表格中性面位置垂直于中性面位置磁通量（填“最大”或“零”）磁通量的变化率（填“最大”或“零”）感应电动势（填“最大”）或“零”电流方向（填“改变”或“不变”）课堂检测1.对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象,下列描述正确的是()A.电流的大小变化,方向也变化,是交变电流B.电流的大小变化,方向不变,不是交变电流C.电流的大小不变,方向不变,是直流电D.以上说法都不正确2.一线圈在匀强磁场中匀速转动,在如图所示的位置时()A.穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最小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小,磁通量的变化率最大D.穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最小3.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的变化图象如图所示.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.如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中沿逆时针方向匀速转动,可产生交变电流,当线圈转到图示位置时,电流表指针向右偏转.当线圈由图示位置继续转动,下列说法中正确的是()A.线圈在转动QUOTE~π的过程中,指针向右偏转B.线圈在图示位置时,线圈中电流改变方向C.线圈在转动~2π的过程中,指针向左偏转D.线圈在图示位置反方向转过~2π的过程中,指针向左偏转5.有一固定不动的矩形线圈abcd,处于范围足够大的可转动的匀强磁场中,如图所示.该匀强磁场由一对磁极N、S产生,磁极以OO'为轴匀速转动.在t=0时刻,磁场的方向与线圈平行,磁极N开始离开纸面向外转动,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()6.如图甲所示,单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中,中心轴线OO'与磁场边界