内蒙古乌拉特中旗一中高中物理《51交变电流》导学案 教科版选修32.doc

内蒙古乌拉特中旗一中高中物理选修51交变电流导学案教学过程：新课导入：今天我们开始学习交变电流，交变电流是电磁感应现象的进一步延伸。新课教学：一。交变电流1交变电流：_和_都随时间做周期性变化的电流叫交变电流. 2.直流： 不随时间变化的电流称为直流 3恒定电流： 和_ 均不随时间变化的电流叫恒定电流。【例1】如图所示各图线中表示交变电流的是 【 】二。探究交变电流的产生原理：1.观察认识交流发电机的示意图结构（见教材第32页图5.1-3）2、交变电流的产生： 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生正弦交变电流.为什么矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时线圈里能产生交变电流？（为分析问题简化，把图5.1-3的立体图转化为侧视平面图）问题1。线圈在什么位置时，穿过线圈的磁通量最大？在什么位置时，穿过线圈的磁通量最小？问题2.当abcd线圈在磁场中绕oo轴转动时，哪些边切割磁感线? 问题3. 图5.1-3中，在线圈由甲转到乙的过程中，ab边中电流向哪个方向流动？ 问题4.在线圈由甲转到乙的过程中，ab边中电流向哪个方向流动？ 问题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？ 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，将经过两个特殊位置，其特点分别是：(1)中性面：与匀强磁场磁感线垂直的平面叫中性面. 中性面的特点(a) 线圈平面与磁感线垂直，穿过线圈的磁通量 。线圈各边都不切割磁感线，即感应电动势为 。（磁通量的变化率为 .）感应电流等于 ； (b) ）线圈经过中性面时，线圈中电流感方向要 。线圈转一周，感应电流方向改变 . (2)线圈平面处于跟中性面垂直的位置时，线圈平面平行于磁感线，磁通量为 ，磁通量的变化率 ，感应电动势、感应电流均 ，电流方向不变.问题6.大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从e经过负载流向f的电流记为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲，乙，丙，丁几个位置时对应的时刻。三交变电流的变化规律线圈中的感应电动势的大小如何变化呢？如图示，在磁感应强度为b的匀强磁场中，矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动，转动的角速度为。ab长为l1，bc长为l2，设线圈平面从中性面开始转动。则经时间t, 线圈与中性面的夹角(即线圈转过的角度)是 。ab边的速度 。 ab边的速度方向与磁场方向夹角 。 ab边产生的感应电动势 ，同理，cd边切割磁感线的感应电动势为： 就整个线圈来看，因ab、cd边产生的感应电势方向相同，是串联，线圈中感应电动势的瞬时表达式为 若线圈有n匝时，相当于n个完全相同的电源串联，e= ，令em=nbs,则e= . em 是个常数，表示电动势可能达到的最大值，叫做电动势的峰值，e叫做感应电动势的瞬时值。 由于电动势按正弦规律变化，当负载为电灯等用电器时，负载两端的电压、通过的电流，也按正弦规律变化，u= ，i= um和im 分别是电压和电流的峰值，而e,u,i则是这几个量的瞬时值。这种按正弦函数规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦式电流。正弦交变电流是一种最简单又最基本的交变电流，家庭电路的交变电流就是正弦交变电流。实际中应用的交变电流，不只限于正弦交变电流，它们随时间变化的规律是各种各样的。（三）课堂总结：本节课主要学习了以下几个问题：（1）矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式交变电流。（2）从中性面开始计时，感应电动势瞬时值的表达式为e=nbssin t,感应电动势的最大值为em=nbs。（3）两个特殊位置的特点；课堂达标1、交流电的电流-时间图像如图所示，电流为零的时刻是 ，这些时刻线圈与中性面的夹角为 。电流最大的时刻是 ，这时线圈平面与中性面的夹角为 。1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，在线圈平面经过中性面瞬间：（）a.线圈平面与磁感线平行； b.通过线圈的磁通量最大；c.线圈中的感应电动势最大； d.线圈中感应电动势的方向突变。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，面积为s，匝数为n，在场强为b的匀强磁场中绕着轴oo做匀速转动角速度为，磁场方向与转轴垂直，当线圈转到中性面位置开始计时，求：（1）线圈中感应电动势的最大值？写出线圈中感应电动势随时间变化的表达式？（2）若线圈中的电阻为r，则线圈中的电流的最大值为多少？写出线圈中的电流瞬时表达式。（3）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？4.变式训练：一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311v，线圈在磁场中转动的角速度是100ra