山东省威海二中高中物理 交变电流导学案 教科版选修32.doc

第一二节交变电流及描述交流电的物理量课标：知道交变电流，能用函数表达式和图像描述交变电流。 学习目标：1能够说出交流电和直流电的区别，交流电的产生原理。2能记住正弦式交变电流的变化规律，会应用变化规律求交变电流的峰值、瞬时值、有效值，并能说出它们的区别和联系。3能说出描述交流电的物理量，如周期和频率，知道之间的关系。重点难点：1、交流电产生的原因，交流电的特点和规律。2、对交流电有效值的理解。课程导学：一、交变电流的产生和变化规律1交变电流：_和_都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流（ac），方向变化为其主要特征；不随时间发生改变的电流就是直流电。2正余弦交变电流（1）特点：随时间按_变化的交变电流。（2）产生：如图所示，将线圈置于_磁场中，并绕于磁场的轴_转动，线圈中就会产生正（余）弦交变电流。（3）中性面定义：与磁场方向_的平面。特点：a、线圈转到中性面时，穿过线圈的磁通量_，磁通量的变化率为_，感应电动势为_。b、线圈转动一周，_次经过中性面，线圈每经过_一次，电流的方向就改变一次。3、正弦式电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时）（1）电动势瞬时值表达式（e）：e=_（2）电压瞬时值表达式（u）：u=_（3）电流瞬时值表达式（i）：i=_（4）用图像表示上述规律【练习1】一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是（ ）a、线圈平面与磁感线方向平行 b、通过线圈的磁通量达到最大值c、通过线圈的磁通量变化率达到最大值 d、线圈中的感应电动势为零二、描述交变电流的物理量1周期和频率（1）周期t：交变电流完成所用的时间。单位：_（2）频率f：交变电流在1s内完成_的次数。单位：_（3）周期和频率的关系：t=_,=_=_2.峰值和有效值（1）峰值：交变电流的峰值是它能达到的_。电容器所承受的电压，即电容器是否被击穿要看交流电的值，（2）有效值：是根据电流的_来规定的。交流电与恒定电流通过_时间内产生的热量_,则这个恒定电流i、恒定电压u就是这个交流电的有效值 。用电器上标示的数值是交流电的值，计算用电器消耗的电能用交流电的值，（3）正弦交变电流的有效值与峰值之间的关系为：e=_，u=_，i=_3平均值：计算流过电路的电量用交流电的值。【练习2】请你判断下列表述正确与否，对不正确的，请予以更正。1、线框在匀强磁场中转动经过中性面时，磁通量最大，感应电流也最大。 （ ）2、各种交变电流的最大值都是有效值的倍。 （ ）3、线框在匀强磁场中转动产生交流电的电动势的最大值为. ( )4、可以用平均值计算交变电流产生的热量。 （ ）5、可以用有效值计算交变电流电路中的电荷量问题。 （ ）【自主学习】1下面哪些因素影响交流发电机产生的电动势的最大值?（ ）a磁感应强度 b线圈匝数 c线圈面积d线圈转速 e线圈的初始位置2如图所示，矩形线圈abcd放在匀强磁场中，adbcl1，abcdl2从图示位置起以角速度绕不同转轴做匀速转动，则（ ）a以oo为转轴时，感应电动势ebl1l2sintb以o1o1为转轴时，感应电动势ebl1l2sintc以oo为转轴时，感应电动势ebl1l2costd以oo为转轴跟以ab为转轴一样，感应电动势ebl1l2sin（t+）3如图所示，矩形线圈abcd放在磁感应强度为b的匀强磁场中，线圈以相同的角速度，分别绕oo、ac、ef、ab的轴线匀速转动，线圈中产生的感应电动势分别为e1、e2、e3、e4，则下面正确的是（ ）ae1e2，e3e4be1e2e3e40ce1e2e3e4de2e3，e1e44、如图（4）所示为一交变电与时间的图象它的周期为 ，它的有效值为 【自我检测】1一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时（ ）a线圈平面与磁感线方向垂直b通过线圈的磁通量达到最大值c通过线圈的磁通量变化率达到最大值d线圈中的电动势为零2某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如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分别变为（ ）a400v，002s b200v，002sc400v，008sd200v，3下列说法中正确的是（ ）a用交流电压表测量电压时，指针来回摆动b一周期内交流的方向改变两次c如果交流的最大值是5a，则最小值为-5ad用电器上所标电压值是交流的有效值4一电热器接在10v直流电源上，消耗的电功率为p0，把它接在如图所示的方波交流电源上（不计温度变化对电阻的影响），它消耗的电功率为p0/2则此方波的电压值um应是（ ）a10v b5v c5v d10v5一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电动势为e220sint，则（ ）a交流的频率是50hz b交流的有效值是220vc当t0时，线圈平面恰好与中性面重合 d当ts时，e有最大值220v6内阻不计的交流发电机产生电动势e10sin50tv，接有负载电阻r10，现在把发电机的转速增加一倍，则（ ）a负载两端电压的有效值将变为282vb交流电的频率将变为100hzc负载消耗的功率将变为20w d负载消耗的功率将变为40w7如图（7）所示，正方形线框