人教版选修11 3.3 交变电流 学案 (1).doc

3.3 交变电流 学案（一）知识导学1交变电流 _和_随时间做_变化的电流叫做交变电流，简称交流_不随时间变化的电流称为直流大小和方向都不随时间变化的电流叫做_电流2中性面：_磁通量_特点 磁通量的变化率_ 感应电动势e_，_感应电流 感应电流方向_，线圈转动一周，感应电流方向改变_次3.正弦式电流的产生和变化规律1. 产生：在匀强磁场里，绕垂直于磁场方向的轴匀角速转动的线圈里产生正弦式电流。2. 变化规律：（1）函数形式：n匝面积为s的线圈绕垂直磁场平行线圈平面的轴以角速度转动，从中性面开始计时，则，用表示峰值，则，电流 （2）图象：描述正弦式电流的特征量1. 瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向，瞬时值是时间的函数，不同时刻瞬时值不同。正弦交流电瞬时值的表达式为e=emsint u=umsint2. 峰值：即最大的瞬时值。（二）讲案交变电流例1、下图中_是直流电。_是交变电流。思考：交变电流和直流有什么区别？_交变电流的产生为了详细的理清课本中这四个图的电流大小及方向的变化情况，完成下表的填写：课本图甲乙乙乙丙丙丙丁丁丁甲甲电流方向磁通量及变化你根据上表中的信息，能回答下列问题吗？badvv图 4a、磁通量最大时，线圈在什么位置？此时线圈中的电流也是最大吗？b、电流方向在什么位置时方向发生变化？交变电流的变化规律1推导在磁感应强度b的匀强磁场中，矩形线圈逆时针绕中轴匀速转动，角速度为。图中标a的小圆圈表示线圈cd边的横截面，ab、cd长度为l1，ad、bc长度为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是多少？ ab边速度方向与磁场方向夹角多大？ ab边的速度是多少？ ab边产生的感应电动势多大？线圈中感应电动势多大？若线圈的匝数为n匝呢？2规律 （1）令em= ，感应电动势的瞬时值 。若线圈为n匝，em= ，。（2）若电路为纯电阻，外电阻为r，线圈内阻为r，则瞬时电流为：i=_，。（3）若外电阻为r，线圈内阻为r，路端电压的瞬时值为：u=_， 。结论：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流是按 规律变化的，这种交变电流叫 ，简称 。（三）练案1.矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）（a）1 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快，（b）2 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大，（c）交流电压的最大值为36v，频率为0.25hz，（d）交流电压的有效值为36v，周期为4 s。2.一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为e=220sin100tv，下列说法中正确的是：( )a频率是50hz b当t=0时，线圈平面与中性面重合c当t=1/100 s时，e的值最大，为220v d线圈转动的角速度为314rad/s3.交流发电机的原理如左下图所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕oo/轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如右下图所示，已知线圈的电阻为r=2.0.求：通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？矩形线圈转动的周期是多少？线圈电阻上产生的电热功率是多少？oo/boi/at