山东省德州市乐陵一中高中物理 5.1 交变电流学案 新人教版选修32(1).doc

山东省德州市乐陵一中高中物理 5.1 交变电流学案 新人教版选修3-2学习目标1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【学习重点】交变电流产生的物理过程的分析。【学习难点】交变电流的变化规律及应用。【自主学习】一 复习回顾：电流的种类有那些？它们各有什么特点？二 交变电流： 和 都随时间做 变化的电流叫做交变电流。三交变电流的产生：根据线圈在磁场中转动一圈的过程图，解决以下几个问题 1. 当abcd线圈在磁场中绕oo轴转动时，哪些边切割磁感线? 2. 当ab边向右、cd边向左运动时，线圈中感应电流的方向如何？3. 当ab边向左、cd边向右运动时，线圈中感应电流的方向如何?小结：1中性面：线框平面与磁感线 的位置。2线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最大，此时通过线圈的磁通量情况怎样？ 线圈转到什么位置时，产生的感应电动势最小，此时通过线圈的磁通量情况怎样?3线圈每转动一周，电流方向改变 次。四交变电流的变化规律1方向变化规律：线圈平面每经过 一次，感应电流的方向就改变一次；线圈转动一周，感应电流的方向改变 次。 2.大小变化规律：以线圈经过中性面时开始计时，根据下图推导在t时刻线圈中感应电动势的表达式：设磁感应强度为b，ab长为l1,cd长为l2,线圈在磁场中转动的角速度为。推导得： 感应电动势e= 即：感应电动势随时间按照 规律变化 感应电流i= 满足电流随时间按正弦规律变化的电流叫做正弦交流电。试总结正弦交流电产生的条件是： 思考：a.若线圈匝数为n, 以上结果怎样?b.若线圈从垂直于中性面时开始计时，以上结果又是怎样？3.瞬时值，峰值和平均值：巩固训练：1.矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是（）a、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大b、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大c、穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零d、穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零2.一矩形线圈，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3.一矩形线圈绕垂直磁场方向的轴在匀强磁场中转动，产生的交变电动势e = 20sin20t v，由此可以判断（ ）at = 0时，线圈平面和磁场垂直bt = 0时，线圈的磁通量为零ct = 0.05s时，线圈切割磁感线的有效速度最小dt = 0.05s时，e第一次出现最大值4. 线圈在匀强磁场中匀角速转动，产生的交变电流如图所示，则（ ）a在a和c时刻线圈平面和磁场垂直b在b和时刻线圈中的磁通量为零c从a时刻到b时刻线圈转动的角度为rad d若从o时刻到d时刻经历的时间为0.02s ，则该交变电流在1.0s的时间内方向会改变100次5.一个矩形线框的面积为s ，在磁感应强度为b的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则（ ）a线框交变电动势的最大值为nbsb线框交变电动势的有效值为nbsc从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2nbsd感应电动势瞬时值为e = 2nbssin2nt6.关于交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是（ ）a任何形式的交变电流的有效值和最大值都有关系u = um/b只有正弦式电流才有u = um/的关系c照明电压220v 、动力电压380v，指的都是交变电流的有效值d交流电压表和电流表测量的都是交变电流的有效值7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？（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？8.在匀强磁场中有一矩形线圈，从中性面开始绕垂直于磁感线的轴以角速度匀