河北省邯郸四中高一物理 5.1 交变电流学案.doc

河北省邯郸四中高一物理复习：5.1 交变电流学案学习目标：1.使学生理解和掌握线框在磁场中的不同位置时，感应电动势的大小和方向的变化。2.掌握交变电流的变化规律，会用e=emsint,解题。3.自己能分析交变电流-t图与e-t图间的关系。【要点导学】一、交流电：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： a(b)d(c)ba(b)d(c)ba(b)d(c)bd(c)a(b)ba(b)d(c)b甲戊丁丙乙1过程分析特殊位置甲乙丙丁戊b与s的关系磁通量的大小4个过程中的变化电流方向磁通量的变化率2中性面：_磁通量_特点 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 【例1】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2】一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的变化图象如图6所示，则下列说法中，正确的是()图6 at0时刻，线圈平面与中性面垂直bt0.01 s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大ct0.02 s时刻，线圈中有最大感应电动势dt0.03 s时刻，线圈中有最大感应电流3、交变电流的变化规律：如图所示为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的四个过程：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=em sint，其中em=2nblv=nbs；i=im sint，其中im=em/r。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=em sint，其中em=2nblv=nbs；i=im sint，其中im=em/r。图512所示为以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的et和i-t图象：【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？（5）线圈从图示位置转过的过程中，感应电动势的平均值是多大？三、交变电流1.定子和转子2.旋转电枢式发电机3.旋转磁极式发电机【随堂练习】1两电路中的电流分别为图a和图b所示，试判断a、b是否为交变电流？tiobtioa2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3如图所示的100匝矩形线框绕oo轴匀速转动，转速为120r/min。ab=cd=0.2m，ad=bc=0.1m，磁感应强度b1t，试求：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值是多少？（2）感应电动势的瞬时表达式；oocdbab（3）线圈与外电路组成闭合电路时，总电阻为100，从图示位置计时，求电流的瞬时表达式及t=1/12s时的电流。（4）从图示位置转过90和180的过程中，平均感应电动势分别为多大？【课后作业】1、图5-1-4所示各的电流中不是交流电的是：（ad）2、如图5-1-5所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图所示位置时，（ c ）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、交流发电机在工作时的电动势为eemsinwt，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（ d ）a.emsinwt/2b.2emsinwt/2c.emsin2wtd.2emsin2wt4、如图5-1-6所示，若线框abcd不闭合，当磁铁转动时，下列说法中正确的是（ c ）a.线框中产生感应电动势，可跟随磁铁转动b线框中不产生感应电动势，可跟随磁铁转动c.线框中产生感应电动势，不跟随磁铁转动d.线框中不产生感应电动势，不跟随磁铁转动5、闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电瞬时值的表达式为i=0.2sin100t，从t0到第一次出现通过线圈的磁通量变化率最大值的时间为（ c）a.1/50 s b.1/100 sc.1/200 s d1/400 s6、矩形线圈的面积为s，匝数为n，在磁感应强度为b的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴oo以角速度匀速转动。当转到线圈平面与磁场垂直的图5-1-7示位置时（ ad）a.线圈中的电动势为0 b.线圈中的电动势为c.穿过线圈的磁通量为0 d.线圈不受安培力作用7、线圈在磁场中转动时产生的交变电流如图5-1-8所示，从图中可知：（ b ）a.在a和c时刻线圈平面与磁场垂直 b.在b和d时刻穿过线圈的磁通量最大c.在a和c时刻，感应电流改变方向d.若从o时刻到d时刻的时间为0.02s，则在1s内交变电流的方向改变50次8、一矩形线圈，绕与匀强磁场垂直的中心轴oo按顺时针方向旋转.引出线的两端与互相绝缘的半圆铜环连接，两个半圆环分别与固定电刷a.b滑动接触，电刷间接有电阻，如图5-1-9所示，在线圈转动过程中，通过电阻的电流：（ c ）a.大小和方向都不断变化b.大小和方向都不变c.大小不断变化，方向arbd.大小不断变化，方向从bra 9、一个