广东省惠州市高中物理第二章交变电流第二节交变电流的描述导学案（无答案）粤教版.docx

课 前先学案第二节 交变电流的描述【自主学习】 一、 学习目标1. 会推导正弦交流电的表达式2. 会用函数表达式研究交变电流3. 会用图像表示交变电流二、 重点难点1. 会用函数表达式研究交变电流2. 会用图像表示交变电流。三、 自主学习（阅读课本P42-44页，金版学案P41-42考点一）1. 用函数表达式描述交变电流 (1)线圈绕着垂直于磁场的轴匀速转动时，产生感应电动势瞬时值：e (从中性面开始计时) 峰值：Em (2)线圈和电阻组成闭合电路，电路中的电流瞬时值：iIm sin t. (从中性面开始计时) 峰值：Im (3)闭合电路的路端电压 uUm sin t.2. 用图象描述交变电流 (1)物理意义：描述交变电流( 、 、 )随 (或角度t)变化的规律(2)正弦式交变电流的图象 (3)几种不同类型的交变电流3 正弦式交变电流的 Em、(/t )m 与m的区别与联系：(1)区别：Em 为电动势的 值，Em Nm.m 为穿过线圈的 磁通量，即线圈平面转到中性面位置时的磁通量.m ，/t为磁通量的 ，在线圈转动一周的过程中，在线圈平面转到中性面位置时/t ；在线圈平面转到与磁感线平行时达 值(/t )m （2）联系：线圈在中性面时，= ，e= ，/t ；线圈平面与磁感线平行时，= ，e= ，/t ；由上可知的变化与e的变化是此消彼长的关系，一个变大则另一个 ，而e与/t的关系是e=N/t，故两者的变化是 的四、 要点透析问题一 感应电动势e的变化规律1感应电动势e的推导若线圈平面从中性面开始转动，如图所示：则经时间t： ab边产生的感应电动势：eabBLab vsin sin t 2峰值的决定因素(1)由enBSsin t可知，电动势的峰值EmnBS.(2)交变电动势最大值，由线圈匝数n，磁感应强度B，转动角速度及线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关，因此如图所示几种情况，若n、B、S、相同，则电动势的最大值相同 (3)电流的峰值可表示为Im.3.特别提醒（1）若线圈从中性面开始计时，eEm sin t.若线圈从位于与中性面垂直的位置开始计时，eEm cos t，所用瞬时值表达式与开始计时的位置有关（2）物理学中，正弦交变电流与余弦交变电流都统称为正弦式交变电流，简称正弦式电流（3）交变电动势的峰值EmnBS，由线圈匝数n，磁感应强度B，转动角度及线圈面积S决定当线圈转到穿过线圈的磁通量为0的位置时，取得此值l 【课前自测】1 单匝矩形线圈边长分别为a和b，在匀强磁场B中绕对称轴以角速度匀速转动，且对称轴与磁力线垂直。设t=0时线圈平面与磁力线平行，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为( )A2Babcost BBabcost C2Babsint DBabsint 2 交流发电机在工作时的电动势为eEmsin t，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为( )AEmsin B2Emsin CEmsin 2t D2Emsin 2t3 (双选)某正弦交流电的图像如图所示，则由图像可知（ ）0i/At/s0.010.0220-20A该交流电的频率为0.02HzB该交流电的周期为0.02sC该交流电的瞬时值表达式为i=20sin(0.02t) AD在t=T/4时刻，该交流的大小为20A课 堂检测案第二节交变电流的描述班级 姓名 学号 成绩 l 【课堂检测】1. 如下图所示，一矩形线圈 ab 边长为 L1，ad 边长为 L2，在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕 OO轴以角速度从图示位置开始匀速转动，则 t 时刻线圈中的感应电动势为( )A0.5BL1L2sin t B0.5BL1L2cos t CBL1L2sin t DBL1L2cos t 2. （多选）一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生交流电压为，则( )A线圈转动的角速度是100rad/s B 当t=0时，线圈平面与中性面重合C线圈转动的周期是0.02s D 当时，电压为03. 以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的et和i-t图象如图所示。从交变电流的图象中，我们能获取哪些信息？l 【研讨结论】1 正弦式交变电流可以用公式和图示来描述公式： e = i = 图像：2交变电动势最大值的决定因素：由 ， ， 及 决定，与线圈的形状无关，与转轴的位置无关.表达式： 第二节交变电流的描述课 堂训练案班级 姓名 学号 成绩 l 【当堂训练】1. 某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如下图所示，如果其他条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期变为( )A400 V、0.02 sB200 V、0.02 sC400 V、0.08 sD200 V、0.08 s2. （双选）线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为e10sin 20t （V），则下列说法正确的是()At0时，线圈平面位于中性面Bt0时，穿过线圈的磁通量最大Ct0时，导线切割磁感线的有效速度最大Dt0.4 s时，e达到峰值10 V3. 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。课 堂检测案第二节交变电流的描述【巩固拓展】课本作业P44讨论交流1、2；练习1、2、3、41. (双选)如下图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动沿着OO观察，线圈沿逆时针方向转动已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时( )A线圈中感应电流的方向为abcdaB线圈中的感应电流为C穿过线圈的磁通量为0D穿过线圈的磁通量的变化率为02. (双选)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图示，则在时刻（ ）At1，t3线圈通过中性面Bt2，t4线圈中磁通量最大Ct1，t3线圈中磁通量变化率最大Dt2，t4线圈平面与中性面垂直3. (双选)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知( )A该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin (25t) VB该交流电的频率为25 HzC周期是0.02