第五章交變電流1.交變電流導學案

1、交變電流導學案教學目標:1 會觀察電流(或電壓)的波形圖，理解交變電流、直流的概念2分析線圈轉(zhuǎn)動一周中電動勢和電流方向的變化，能對交變電流的產(chǎn)生有比較清楚的了解，具有運用基本原理解決新情境下問題的能力。3 知道交變電流的變化規(guī)律即表示方法，知道交變電流的峰值、瞬時值的物理意義。教學重點：交變電流的產(chǎn)生及表達式的推導教學難點：交變電流的產(chǎn)生及推導學生自主學習：1 交變電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律和 時間做 化的電流叫做交變電流，簡稱交流隨時間變化的電流稱為直流。大小和方向都不隨時間變化的電流叫做 電流2 .中性面：特點磁通量，磁通量的變化量 磁通量的變化率 感應電動勢e =， 應電流感應電流方向 線圈轉(zhuǎn)

2、動一周，感應電流方向改變 次3. 正弦式電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律(1) 產(chǎn)生考慮下面幾個問題：1. 圖中在線圈由甲轉(zhuǎn)到乙的過程中，AB邊中電流向哪個方向流動2. 在線圈由丙轉(zhuǎn)到丁的過程中，AB邊中電流向哪個方向流動3. 線圈轉(zhuǎn)到什么位置時線圈中沒有電流，轉(zhuǎn)到什么位置時線圈中的電流最大4. 大致畫出通過電流表的電流隨時間變化的曲線，從 E經(jīng)負載流向F的電流為正，反 之為負。在橫坐標上標出線圈到達甲、乙、丙、丁幾個位置時對應的時刻。（2）變化規(guī)律根據(jù)圖回答下面幾個問題： 線圈與中性面的夾角是多少 ab邊速度多大 ab邊速度方向與磁場方向夾角多大 ab邊產(chǎn)生感應電動勢多大 線圈中感應電動勢多大（1）函數(shù)

3、形式：N匝面積為S的線圈繞垂直磁場平行線圈平面的軸以角速度轉(zhuǎn)動,從中性面開始計時，則電壓 e NBS si nt，（ m = NBS ）e msin t， 電流 i msi nt I m si nt電壓 u=IR=I mRs in wtR R從與中性垂直位置開始計時：（ 寫出對應的表達式）（2）圖象：正弦式圖像：鋸齒形掃描電壓波形：矩形脈沖波形:例1 矩形線圈abed的邊長ab=cd=40cm,bc=da=30cm,共有200匝，以300r/min的轉(zhuǎn)速在磁感強度為的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的中心軸00勻速轉(zhuǎn)動，在t =0時刻處于圖所示位置.此線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大值V,有效值為E=V,再

4、轉(zhuǎn)過。出現(xiàn)第一次中性面。例2如圖所示的100匝矩形線框繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為x 況120r/min。ab=cd=0.2m, ad=bc=0.1m,磁感應強度 B= 1T，試求：（1）范 a dx 線圈中產(chǎn)生的感應電動勢的最大值是多少（2）感應電動勢的瞬時表 y b Qf cx 達式；課后鞏固練習1、交流發(fā)電機在工作時的電動勢為e= Esint,若將其線框的轉(zhuǎn)速提高到原來的兩倍,其他條件不變，則其電動勢變?yōu)椋ǎ﹖/ 2t/ 2 C. Esin2 tt2、矩形線框在勻強磁場內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動過程中， 線框輸出的交流電壓 隨時間變化的圖像如圖所示，下列說法中正確的是（）（A）1 s末線框平面垂直于磁場，通

5、過線框的磁通量變化最快，（B）2 s末線框平面垂直于磁場，通過線框的磁通量最大，（C）交流電壓的最大值為36 ,'2 V，頻率為，（D）交流電壓的最大值為36V,周期為4 s3、如圖13-1-5是某交流發(fā)電機產(chǎn)生的交變電流的圖像，根據(jù)圖像可以判（）A、此交變電流的頻率為5HzB此交變電流的周期為C、將標有“ 12V、3W的燈泡接在此交變電流上，燈泡可以正常發(fā)光D、圖像上對應的時刻，發(fā)電機中的線圈剛好轉(zhuǎn)至中性面A.線圈中感應電流方向為 abeda B線圈中感應電流為nBI2R04. 如圖所示，一正方形線圈abed在勻強磁場中繞垂直于磁感線的對 稱軸00勻速轉(zhuǎn)動沿00觀察，線圈逆時針轉(zhuǎn)動，

6、已知勻強磁場的 磁感應強度為B，線圈匝數(shù)為n，邊長為I，電阻為R,轉(zhuǎn)動的角速度 為，則當線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時（）C.穿過線圈的磁通量為0 D .穿過線圈的磁通量的變化率為 05. 一個矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應電動勢按正弦規(guī)律變化，其瞬時值的表達式為e=22O ' sin 100 ntV,下列說法中正確的是：（）A.頻率是50HzB.當t=0時，線圈平面與中性面重合C.當t=1/100 s時，e的值最大為220 ' V D .線圈轉(zhuǎn)動的角速度為314rad/s6、一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應電動勢e隨時間t的變化如圖所示，下面說法中正確的是（）時刻通過線圈的磁通量為零時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大D.每當e變換方向時，通過線圈的磁通量絕對值最小7. 一個在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動的線框，當線框轉(zhuǎn)至中性面時開始計時。ti=1/60s，線框中感應電動勢為 50V,當t2=1/30s時，線框中感應電動勢為5O.、3V, 求：（1）感應電動勢的最大值；（2）線框轉(zhuǎn)動的角速度的大小；（3）線框中感應電動勢的瞬時表達式。8. 勻強磁場的磁感應強度B，邊長L的正方形線圈abed共N匝,線圈電阻為r ,線圈在答卷圖中標出此刻線圈感應電流的方向繞垂直于磁感線的軸00