交流电导学案第二节

1、第二节：交变电流的描述【导学目标】会用图象描述交流电。预习案依据预习案通读教材，进行知识梳理，完成预习自测题目，并将预习中不能解决的问题填写到后面的“问题生成单”上。预习思考一、什么叫正弦式电流？用函数表达式描述正弦交变电流？电流电压按照正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流。正弦交流电的电动势、电流、电压随时间的变化规律为：e= i= u= 二、画出正弦交变电流的图象etitut预习自测1一矩形线圈，绕与匀强磁场垂直的中心轴OO按顺时针方向旋转。引出线的两端与互相绝缘的半圆铜环连接，两个半圆环分别与固定电刷A、B滑动接触，电刷间接有电阻，如图所示，在线圈转动过程中，通过电阻的电流A大小和方向都不

2、断变化B大小和方向都不变C大小不断变化，方向ARBD大小不断变化，方向从BRA0i/At/s0.010.0220-202某正弦交流电的图像如图所示，则由图像可知A该交流电的频率为0.02HzB该交流电的周期为0.02sC该交流电的瞬时值表达式为i=20sin(0.02t) AD在t=T/4时刻，该交流的大小为20A【问题生成单】请你将预习中感到疑惑的问题写下来，以便与同学、老师在课堂上合作解决。 探究案质疑探究探究一、推导正弦式交流电的表达式1）电动势的变化规律：假定线圈从跟磁感线垂直的平面（即中性面）开始转动，角速度是。令线圈abcd的边长LabLcdL1， LadLbcL2在转动过程中，a

3、b、cd边切割磁感线产生感应电动势，其大小相同，且对线圈中电流而言，两电动势相当于 联。用E表示线圈转动中产生的感应电动势，则：v ，E_ ；若线圈为N匝，则：E _ 。其中SL1L2为线圈的面积，NBS为交变电动势的峰值Em，t为线圈和跟磁感线垂直的平面（即中性面）的夹角。2）正弦式电流的规律：设线圈平面从中性面开始转动，则产生的交变电流的瞬时值表达式为iImsin，其中Im=Em/R；电动势瞬时值的表达式为e ；电压瞬时值表达式为 u 。探究二、认识交变电流的图象以线圈通过中性面时为计时起点的交变电流的et和i-t图象如右图示。小组讨论：从交变电流的图象，我们能读出哪些信息？典型例题例1

4、矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图示，则在时刻At1，t3线圈通过中性面Bt2，t4线圈中磁通量最大Ct1，t3线圈中磁通量变化率最大Dt2，t4线圈平面与中性面垂直当堂测评1单匝矩形线圈边长分别为a和b，在匀强磁场B中绕对称轴以角速度匀速转动，且对称轴与磁力线垂直。设t=0时线圈平面与磁力线平行，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为( )A2Babcost BBabcost C2Babsint DBabsint 2一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生交流电压为，则( )A线圈转动的角速度是100rad/s B 当t=0时，线圈平面与中性面重合C线圈转动的周期是0.02s D 当时，电压为0abdcoo3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，沿着OO 观察，线圈沿逆时针方向转动。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线圈中感应电流的方向为abcdB线圈中的感应电流为nBl2/RC穿过线圈的磁通量为0D图示位置电流为04. 一矩形线圈，面积为S，匝数为N，在场强为B的匀强磁场中绕着轴OO 做匀速转动，角速度为，磁场方向与转轴垂直，当线圈转到中性面位置开始计时，求：（1