(最新整理)交流电的产生导学案DOC

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2、0/23 授课时间：考纲展示1。交变电流、交变电流的图象2。正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值3.理想变压器4。远距离输电实验十一：传感器的简单使用一、交变电流的产生和变化规律基础知识1交变电流:大小和都随时间作的电流2正弦交变电流的产生：将线圈置于匀并绕垂直于磁感线的轴，线圈中就会产生正（余)弦交变电流3中性面（1）定义：与磁场方向的平面（2)特点线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量，磁通量的变化率为，感应电动势为线圈转动一周，经过中性面，线圈每经过一次，电流的方向就改变一次4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(e）：e (2)电压（u）：u(3）电流(i）：i特

3、别提醒:若线圈有n匝，线圈的面积为s,线圈的角速度为，则emnbs。中性面与峰值面的比较中性面峰值面含义线圈平面与磁场方向垂直线圈平面与磁场方向平行磁通量最大(bs）零磁通量的变化率0最大感应电动势0最大(nbs)(1)线圈经过中性面时电流方向改变，在一个周期内,电流方向改变两次(2）感应电动势的最大值emnbs，em仅由n、b、s、四个物理量决定，与转轴的具体位置和线圈形状无关二、描述交流电的物理量1瞬时值：反映交变电流的大小和方向2有效值:是根据电流的来规定的,即在同一时间，跟某一交流电使同一电阻产生热量的直流电的数值正弦交流电的有效值与峰值之间的关系：umu,imi，eme.3周期和频率

4、：描述交变电流变化的物理量(1）周期：完成变化所需的时间（2）频率：在1 s内完成周期性变化的注意：(1）中性面是交流电产生过程中的重要位置,由中性面开始计时和其他位置开始计时计算交流电表达式不同(2)交流电路中，电流表、电压表测量的都是交流电的有效值（3）交流电路中，欧姆定律、焦耳定律同样适用（4）感应电动势的最大值emnbs，求解时不要忘记线圈的匝数n。（5）求线圈转动过程中某段时间内的平均电动势时,应用n求解,但应注意的正负及与t的对应关系例1如图1所示，边长为l的正方形线圈abcd的匝数为n，ad边的中点和bc边的中点的连线oo恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为b，线圈与外电阻r构

5、成闭合电路,整个线圈的电阻为r.现在让线圈以oo连线为轴，以角速度匀速转动，从图示时刻开始计时，求:（1)闭合电路中电流瞬时值i的表达式；(2）当t时，电阻r两端的电压值变式1：（2008年宁夏卷)如图3甲所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd中点的轴oo以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角45时(如图乙)为计时起点,并规定当电流自a流向b时电流方向为正则下列四幅图中正确的是(）例2如图4所示为一交变电流的电流图象，求该电流的有效值变式2如图8所示的交流电的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值是（）a5 ab5 a c。 a d3。5 a变式3(2008年广东

6、卷）小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图9所示,此线圈与一个r10 的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻,下列说法正确的是a交变电流的周期为0.125 sb交变电流的频率为8 hzc交变电流的有效值为 ad交变电流的最大值为4 a变式4：两个完全相同的电热器,分别通过如图5甲、乙所示的电流峰值相等的方波交变电流和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比是多少？例3（2009年福建卷）一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图6甲所示已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则()a电压表v的示数为220 vb电路中的电流方向每秒钟改变50次c灯泡实际消耗的功率为484 wd发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24。2 j变式5：如图7所示，线圈abcd的面积是0。05 m2，共100匝，线圈电阻为1 ，外接电阻r为9 ，匀强磁场的磁感应强度为bt,当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，求：（1）