第五章交变电流1.交变电流导学案

精品文档 1欢迎下载 5 15 1 交变电流导学案交变电流导学案 教学目标 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 分析线圈转动一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 3 知道交变电流的变化规律即表示方法 知道交变电流的峰值 瞬时值的物理意义 教学重点 交变电流的产生及表达式的推导 教学难点 交变电流的产生及推导 学生自主学习 1 交变电流的产生和变化规律 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 磁通量的变化量 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 考虑下面几个问题 1 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 2 在线圈由丙转到丁的过程中 AB 边中电流向哪个方向流动 3 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的电流最大 4 大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线 从 E 经负载流向 F 的电流为正 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 2 变化规律 根据图回答下面几个问题 线圈与中性面的夹角是多少 ab 边速度多大 ab 边速度方向与磁场方向夹角多大 ab 边产生感应电动势多大 线圈中感应电动势多大 特点 精品文档 2欢迎下载 1 2 0 1 2 0 0 1 1 0 0 2 2 0 0 3 3 t s U v 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 则电压 tNBSe sin m NBS 电流 电压 u IR Im Rsinwtte m sin tIt RR e i m m sinsin 从与中性垂直位置开始计时 写出对应的表达式 2 图象 正弦式图像 锯齿形扫描电压波形 矩形脉冲波形 例例 1 1 矩形线圈abcd的边长ab cd 40cm bc da 30cm 共有 200 匝 以 300r min 的转速在磁感强度为 0 2T 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的 中心轴OO 匀速转动 在t 0 时刻处于图所示位置 此线圈产生的感应 电动势最大值 Em 有效值为 E 再转过 出现 第一次中性面 例例 2 2 如图所示的 100 匝矩形线框绕 OO 轴匀速转动 转速为 120r min ab cd 0 2m ad bc 0 1m 磁感应强度 B 1T 试求 1 线圈中产生的感应电动势的最大值是多少 2 感应电动势 的瞬时表达式 课后巩固练习课后巩固练习 1 交流发电机在工作时的电动势为e Emsin t 若将其线框的转速提高到原来的两倍 其他条件不变 则其电动势变为 A Emsin t 2 B 2Emsin t 2 C Emsin2 t D 2Emsin2 t 2 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 2 D 交流电压的最大值为 36V 周期为 4 s 3 如图 13 1 5 是某交流发电机产生的交变电流的图像 根据图 像可以判 A 此交变电流的频率为 5Hz B 此交变电流的周期为 0 1s O O c d b a B U V 36 2 0 1 2 3 4 5 t s 精品文档 3欢迎下载 C 将标有 12V 3W 的灯泡接在此交变电流上 灯泡可以正常发光 D 图像上对应的 0 15s 时刻 发电机中的线圈刚好转至中性面 4 如图所示 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 OO 观察 线圈逆时针转动 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 线圈中感应电流方向为 abcda B 线圈中感应电流为 2 nBl R C 穿过线圈的磁通量为 0 D 穿过线圈的磁通量的变化率为 0 5 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 220sin100 tV 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 s 6 一矩形线圈 绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动 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 A t1 时刻通过线圈的磁通量为零 B t2 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C t3 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 D 每当 e 变换方向时 通过线圈的磁通量绝对值最小 7 一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框 当线框转至中性面时开始 计时 t1 1 60s 线框中感应电动势为 50V 当 t2 1 30s 时 线框中感应电动势为 50 V 求 1 感应电动势的最大值 2 线框转动的角速度的大小 3 线框3 中感应电动势的瞬时表达式 8 匀强磁场的磁感应强度B 边长L的正方形线圈abcd共N匝 线 圈电阻为r 线圈绕垂直于磁感线的轴OO 以如图所示的角速度 匀速转动 外电路电阻为R 在答卷图中标出此刻线圈感应电流的方向 2 转动过程中感应电动势的最大值有多大 3 线圈平面与磁感线成 60 时的感应电动势多大 4 从图示位置开始 线圈转过 600的过程中通过电阻R的电量 是多少 B bc a d O