高中物理 第五章 交变电流 5.1 交变电流教案 新人教版选修3

1 5 15 1 交变电流交变电流 知识回顾知识回顾 情景 情景 如图矩形线圈 abcd 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中 绕其中轴 OO 以 的角速度匀速转动 Ab 边长为 L1 cd 边长为 L2 1 图示位置穿过线圈平面的磁通量为 2 画出此时的俯视图 标出各边的速度方向 3 此时哪几个边做切割磁感线运动 产生的感应电动势多大 方向怎样 4 若线圈由图示位置经过时间 t 转过的角度是 此时通过线圈平面的磁通量的表 达式是 试画出其图像 5 图像的斜率反映了什么 怎样变化 学习目标学习目标 1 通过观察电流 或电压 的波形图 理解交变电流和直流的概念 2 能够利用电磁感应的规律分析线圈转动 1 周过程中四个特殊位置上磁通量 感应电动势和感应电 流大小和方向的变化特点 对交变电流的产生有比较清楚的了解 3 会用图象表示正弦式交流电压 或电流 的变化规律 能由图像推导出其表达式 清楚各量的含 义 自主学习自主学习 一 交变电流 一 交变电流 快速 快速阅读课阅读课本本 P31 认识认识交流交流电电和直流和直流电电 完成下列 完成下列问题问题 时间时间 3 分分钟钟 1 1 定义 定义 和 随时间作周期性变化的电流 叫做交变电流 简称交流 用符号 表 示 的电流 叫做直流 用符号 表示 2 特点 随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征 3 如图中 均为交变电流 而 就不是交变电流 2 二 正弦式电流二 正弦式电流 先 先阅读课阅读课本本 P32 了解交流 了解交流发电发电机模型的构造和各器件的作用 然后按提机模型的构造和各器件的作用 然后按提纲纲要求思要求思 考和回答有关考和回答有关问题问题 时间时间 15 分分钟钟 1 定 定义义 随时间按 规律变化的电流叫做正弦式交变电流 简称正弦式电流 说明 在我国工农业生产及生活中使用的交变电流都是正弦式电流 但并非只有按正弦规律变化 的 电流才叫交变电流 正弦式交变电流的图象是 曲线 2 正弦式 正弦式电电流流产产生生 1 图 5 1 3 甲中 穿过线圈平面的磁通量为 画出此时的正视图 标出相应边的速度 分析 AB BC CD DA 四个边是否产生感应电动势 计算出此时线圈的感应电动势大小 2 依次回答图 5 1 3 中 乙 丙 丁三个位置中的上述 4 个问题 位置磁通量正 视 图各边切割 磁感线情况 产生的感应电动势 3 3 在线圈由甲转到乙的过程中 AB 边中电流向哪个方向流动 在线圈由丙转到丁的过程中 AB 边中电 流向哪个方向流动 4 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的电流最大 这些位置磁通量及磁 通量的变化率有什么特点 5 大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线 设从 E 经电流表流向 F 的电流方向记为正 反之为 负 转动一周所用时间为 T 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 3 正弦式 正弦式电电流的表达式流的表达式 1 试根据图像写出其数学表达式 2 假设线圈有 N 匝 Lab Lcd L1 Lad Lbc L2 以 的角速度匀速转动 则任一时刻 t 线圈中 的感应电动势为 3 假定线圈从跟磁感线垂直的平面 即中性面 开始转动 则产生的 电动势瞬时值的表达式为 e 其中 Em 表示 电压瞬时值表达式为 u 交变电流的瞬时值表达式为 I 自我检测自我检测 1 有人说 在图 5 3 1 中 线圈平面转到中性面的瞬间 穿过线圈的磁通量最大 因而线圈中的感应电动 势最大 线圈平面跟中性面垂直的瞬间 穿过线圈的磁通量为 0 因而感应电动势为 0 这种说法对不对 为什么 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 O O c d b a B 4 你的疑问你的疑问 当堂检测当堂检测 1 关于交变电流和直流电的说法中 正确的是 A 如果电流大小做周期性变化 则一定是交变电流 B 直流电的大小可以变化 但方向一定不变 C 交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的 D 交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化 2 如图所示 表示交变电流的图象是 3 当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时 1 当线圈与磁感线垂直时 磁通量 感应电动势 是电流方向 的位置 2 当线圈与磁感线平行时 磁通量 感应电动势 3 线圈连续匀速转动的过程中 电流的大小和方向都做 变化 4 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势 e t 图象如图所示 则在时刻 A t1 t3线圈通过中性面 B t2 t4线圈中磁通量最大 C t1 t3线圈中磁通量变化率最大 D t2 t4线圈平面与中性面垂直 5 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时 穿过矩形线圈的磁通量 t 图象如图所示 则在时刻 A t1 t3线圈通过中性面 B t2 t4线圈中磁通量最大 C t1 t3线圈中磁通量变化率最大 D t2 t4线圈平面与中性面垂直 6 一台发电机在产生正弦式电流 如