河北省沙河市二十冶综合学校高中分校高中物理 5.1交变电流导学案（无答案）新人教版选修32.doc

第五章 第一节 交变电流教学目标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，能对交流电流方向的变化，能对交流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况下问题的能力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、瞬时值的物理含义教学重点交变电流的产生及变化规律教学过程一、交变电流复习：电流的方向是如何规定的： 交变电流：就是 和 都随 做周期性变化的电流叫做，简称交流，俗称交流电。 【例1】如图所示各图线中表示交变流电的是 （ ） 二、交变电流的产生复习：1、如何判断回路中产生的感应电流的方向2、如何判断安培力的方向3、如何计算回路中产生的电动势分析课本32页图5.1-3四个图，思考下列几个问题：1、 在该图中，矩形线圈转动过程中，哪些边会产生感应电动势？2、 由立体图画出怎样的平面图，便于分析电动势3、 在线圈由甲转到乙的过程中，ab边中电流方向如何？4、 在线圈由丙转到丁的过程中，ab边中电流方向如何？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电流最大？这些位置磁通量及磁通量的变化率等还有什么特点？6、当线圈转动至线圈平面垂直于磁感线位置时，各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这个特定位置叫做中性面例如图中的 图和 图。注意：中性面与磁场方向 线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量 线圈平面通过中性面时感应电动势为 线圈平面每转过中性面时，线圈中感应电流方向改变一次，转动一周线圈两次通过中性面，故一周里线圈中电流方向改变 次三、交变电流变化规律公式表达：感应电动势的瞬时表达式为e= bssint=msint感应电流瞬时值表达式 i=imsint图象表达：【例2】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 （ ）at1时刻通过线圈的磁通量为零bt2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大ct3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大d每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大【例3】 如图所示，匀强磁场的磁感应强度b=2 t，匝数n=6的矩形线圈abcd绕中心轴oo匀速转动，角速度=200 rad/s。已知ab=0.1 m，bc=0.2 m，线圈的总电阻r=40，试求：（1）感应电动势的最大值，感应电流的最大值；（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；（3）画出感应电流的瞬时值i随t变化的图象；（4）当t=30时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？51 交变电流参考答案【例1】bcd【例2】答案：d。解析：t1、t3时刻线圈中的感应电动势e=0，即为线圈经过中性面的时刻，此时线圈的磁通量为最大，但磁通量的变化率却为零，所以选项a、c不正确。t2时刻e=-em，线圈平面转至与磁感线平行，此时通过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率却最大，故b也不正确。每当e变换方向时，也就是线圈通过中性面的时刻，通过线圈的磁通量的绝对值为最大，故d正确。【例3】解析：（1）因为线圈匀速转动，感应电动势的最大值就出现在图示位置em=nbs=620.10.2200 v=48 v感应电流最大值im= a=1.2 a（2）感应电动势的瞬时值表达式：e=emsint=48sin200t v（3）i-t图象如图所示。（4）当线圈从图示位置转过30角时，穿过线圈的磁通量和感应电动势e分别为