山东省泰安市肥城市第三中学高中物理 5.1交变电流学案 新人教版选修32.doc

山东省泰安市肥城市第三中学2014届高中物理 5.1交变电流学案 新人教版选修3-2学习内容学习指导即时感悟学习目标：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1周中电动势和电流方向的变化，能对交变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境下问题的能力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。学习重点：1. 理解交变电流、直流的概念2.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。 学习难点： 观察电流（或电压）的波形图，理解交变电流、直流的概念【回顾预习】1.交变电流(1)定义：_都随时间做周期性变化的电流.(2)产生：在匀强磁场中,绕_的轴匀速转动的线圈里产生的是正弦交变电流.(3)中性面：线圈平面垂直于磁感线时,线圈中的感应电流为零,这一位置叫中性面.线圈平面经过中性面时,电流方向就_.线圈绕轴转一周经过中性面_次,因此感应电流方向改变两次.2.交变电流的变化规律函数形式：n匝、面积为s的线圈以角速度转动,从中性面开始计时,则e=_.用em表示峰值nbs,则e=_.电流i=_=imsint.若线圈从磁感线与线圈平面平行的位置开始计时,上面表达式变为：e=_,i=_.3.交变电流的图象(1)物理意义：描述交变电流(电动势e、电流i、电压u)随时间t(或角度t)变化的规律.(2)常见图象：如右图所示.【自主合作探究】探究一、1、 交变电流1. 波形图 利用电压传感器（或电流传感器）可以在荧光屏上绘出电压（或电流）随时间变化的图像，常叫“波形图”abcdhf2. 交变电流 （1）交变电流： （2）直流：探究二、二、交变电流的产生（1）产生机理如图5-1-1所示，将一个平面线圈置于匀强磁场中，线圈与外电路相连，组成闭合回路，使线圈绕_磁感线的轴oo做匀速转动时线圈中就会产生交变电动势和交变电流. 图5-1-1（2）中性面平面线圈在匀强磁场中旋转，当线圈平面_于磁感线时，各边都不切割磁感线，线圈中没有_，这个位置叫做_.线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量_，磁通量的变化率_，感应电动势_.线圈经过中性面时，内部的感应电流方向要_.探究三 三、交变电流的变化规律l 推导：从中性面计时，t时刻线圈中的感应电动势e的推导：1、 线圈转过的角度为 =_2、 ab边的线速度跟磁感线方向的夹角为_3、 ab边的线速度大小_4、 ab边产生的感应电动势eab =_5、 线圈产生的电动势e =_6、 n匝线圈产生的电动势e =_l 结论：（1） 交流电的电动势按正弦规律变化；（2） 当 =90，即线圈处于_位置时，电动势最大，即电动势的峰值em =_（3） 交变电流的电动势随时间变化规律为（4） 当负载为电灯等纯电阻用电器时：电流按正弦规律为_电压按正弦规律变化_例题讲解1.交变电动势的瞬时值表达式【例1】 交流发电机在工作时电动势e=emsint,若将发电机的转速提高一倍,同时将电枢所围面积减小一半,其他条件不变,则其电动势变为( c )a.e=emsin b.e=2emsinc.e=emsin2t d.e=sin2t2.关于交变电流的瞬时值求解【例2】 如图5-1-3所示,有一闭合的正方形线圈,匝数n=100匝,边长为10 cm,线圈总电阻为10 .线圈绕oo轴在b=0.5 t 的匀强磁场中匀速转动,每分钟转1 500转.求线圈平面从图示位置转过30时,感应电动势的值是多少.思路分析：求解交变电动势瞬时值的步骤：【当堂达标】1、正弦交变电动势的最大值出现在（ bcd ）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2、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，（1）感应电动势的最大值；48（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